論高壓輸電線路設(shè)計(jì)中的防雷對(duì)策

摘 要：高壓輸電線是配電網(wǎng)中非常重要的一部分內(nèi)容，它把電能從山區(qū)輸送到城市中，成為工業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要命脈。然而，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，各地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)也迅速增長，對(duì)供電可靠性提出了更加高的要求。由于輸送電能增多，致使輸電線路建設(shè)的內(nèi)、外部空間逐漸減小。因此如何滿足電網(wǎng)建設(shè)需求是電力技術(shù)部門設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。本文從高壓輸電線路設(shè)計(jì)中防雷設(shè)計(jì)的重要性及其設(shè)計(jì)思路出發(fā)，重點(diǎn)對(duì)高壓輸電線遭雷擊的原因進(jìn)行詳細(xì)闡述，并提出一些常用防雷措施。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線 防雷設(shè)計(jì) 原因 對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0100-01

近幾年，結(jié)合有關(guān)部門的故障統(tǒng)計(jì)，因雷擊而導(dǎo)致各類安全事故的發(fā)生越來越多，這樣便對(duì)線路的穩(wěn)定、正常運(yùn)行帶來巨大的威脅，其中有些是跨境高壓輸電線路，所以巡視過程中會(huì)耗費(fèi)大量人力物力，因此加強(qiáng)高壓輸電線路防雷設(shè)計(jì)是十分重要的。

1 高壓輸電線路設(shè)計(jì)中防雷設(shè)計(jì)的重要性及其設(shè)計(jì)思路

1.1 重要性分析

在電力建設(shè)過程中，因架空輸電線路通常在荒野地區(qū)且線路距離較長，容易遭受雷擊。其中，在電力系統(tǒng)的跳閘、停電事故中雷擊所占比例最大。尤其是隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了二次保護(hù)裝置，使得電力系統(tǒng)出現(xiàn)的安全事故逐漸減少，而因雷擊導(dǎo)致線路跳閘事故顯得更加突出了，其既影響電力系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行，又會(huì)給人們?nèi)粘Ｉ顜砹藰O大的不便。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，因雷擊導(dǎo)致線路發(fā)生跳閘事故占總電網(wǎng)事故的60%。

1.2 防雷設(shè)計(jì)的思路

高壓輸電線路防雷擊任務(wù)主要是利用科學(xué)、合理的措施，把雷擊事故降低到可接受程度。所以我們通常會(huì)設(shè)四道防線，第一道是保護(hù)導(dǎo)線。第二道是雷擊塔頂、避雷線，減少絕緣閃絡(luò)現(xiàn)象的出現(xiàn)。第三道是若絕緣出現(xiàn)閃絡(luò)，采取有效措施降低沖擊閃絡(luò)變?yōu)榉€(wěn)定電里電弧的概率，這樣才能減少因雷擊造成線路跳閘的現(xiàn)象。第四道是盡管出現(xiàn)跳閘，也不會(huì)立即中斷電力供應(yīng)，可利用環(huán)網(wǎng)進(jìn)行供電。

2 高壓輸電線遭到雷擊的原因分析

輸電線遭雷擊的主要原因?yàn)槔自品烹妼?dǎo)致過電壓通過線路桿塔建立一個(gè)放電通道致線路被擊穿。雷擊是在大地的感應(yīng)電荷通道建立一個(gè)放電荷通道，再與雷云中的電荷相互中和而成。因此雷擊與接地裝置有緊密的聯(lián)系。我們可通過分析雷擊形式，找出線路閃絡(luò)故障的原因，再選用合理的防雷對(duì)策，就能獲得良好的防雷效果。結(jié)合實(shí)際情況來分析，山區(qū)的線路主要因地形的影響及高度的增加，使得繞擊率偏高，因此要盡量選擇較好的防雷走廊；然而，在我國東部平原或丘陵地區(qū)是以反擊為主的，降低接地電阻值是有效的防雷措施。在實(shí)際生活中，影響雷害因素偏多，想要準(zhǔn)確確定雷害故障性質(zhì)，要熟悉掌握線路運(yùn)行情況并根據(jù)地理?xiàng)l件加以綜合分析。

3 對(duì)常用防雷措施的分析

3.1 架設(shè)避雷線

當(dāng)前，防雷最有效的措施之一為架設(shè)避雷線，其主要作用是防止雷直接擊在導(dǎo)線上。此外還具有以下幾點(diǎn)作用：分流作用。能夠減小流過桿塔的電流，達(dá)到降低塔頂點(diǎn)位的目的；利用線路耦合作用，減小線路絕緣子電壓等作用。盡管架設(shè)避雷線可作為屏蔽線路，減小雷電繞擊導(dǎo)線發(fā)生概率，但并不能完全阻止繞擊發(fā)生。

3.2 降低桿塔電阻

降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘概率發(fā)生的有效對(duì)策。特別是在土壤電阻率較低的區(qū)域，要利用鐵塔、鋼筋混凝土等的接地電阻；然而，在土壤電阻率較高區(qū)域，利用普通方法難以降低接地電阻，則可利用連續(xù)伸長接地體。但是降低桿塔電阻并不能防止繞擊的發(fā)生。

3.3 安裝避雷器

在安裝避雷器之后，在輸電線路遭受雷擊時(shí)，由于雷電流發(fā)生分流，導(dǎo)致電流發(fā)生變化：有些雷電流由避雷線流入到相鄰的桿塔中，而有些通過塔體流入大地，若雷電流超過某個(gè)值后，便會(huì)使避雷器發(fā)生動(dòng)作而加入分流中。由于在避雷器中分流大小要遠(yuǎn)大于避雷線雷電流，此種分流耦合作用會(huì)導(dǎo)致線路電位升高，造成導(dǎo)線預(yù)塔頂點(diǎn)位差比絕緣籽串的閃絡(luò)電壓要小，但絕緣籽不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，所以線路避雷器有較好的鉗電作用。通過大量實(shí)踐證明，安裝線路避雷器效果較好，但投入資金較多，通常用在易遭雷擊的區(qū)段。

4 利用保護(hù)間隙的防雷保護(hù)方法分析

4.1 原理分析

把保護(hù)間隙安裝在絕緣子串的兩端，當(dāng)線路遭到雷擊時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)重新配閘進(jìn)行使用，也就是說把雷電流和大地相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的持續(xù)供電，這樣一來，可以防止絕緣子閃絡(luò)燒毀現(xiàn)象的出現(xiàn)，確保電路的正常運(yùn)行。

4.2 設(shè)計(jì)的基本要求

設(shè)計(jì)要求主要包含以下幾點(diǎn)：①當(dāng)有雷擊毀線路時(shí)，其保護(hù)間隙能夠快于絕緣子串進(jìn)行放電，從而引導(dǎo)雷電流流入大地，不會(huì)燒毀線路；②在將保護(hù)間隙和線路絕緣相配合使用時(shí)，確保線路最大操作過電壓的情況下也不會(huì)被擊穿，不能降低線路的絕緣能力；③為有效避免保護(hù)間隙產(chǎn)生過多的動(dòng)作，在滿足被保護(hù)裝置的絕緣配合情況下，要增大間隙距離，通常情況下，要求保護(hù)間隙不能小于規(guī)定的數(shù)值大小。

4.3 實(shí)施方法

當(dāng)輸電線路遭到雷擊時(shí)，首先產(chǎn)生動(dòng)作的為避雷器，可以保護(hù)間隙過多動(dòng)作而損壞。在安裝時(shí)，要每個(gè)一段距離安裝一組，此裝置價(jià)格相對(duì)較便宜。為減少保護(hù)間隙誤動(dòng)作的產(chǎn)生，可在接地線中串聯(lián)一個(gè)輔助保護(hù)間隙，這樣因鳥類啄食導(dǎo)致主保護(hù)間隙發(fā)生短路，減少放電現(xiàn)象出現(xiàn)，且又有輔助滅弧作用。當(dāng)電壓在60 kV及以上時(shí)，因主保護(hù)間隙距離較大，可不加入輔助保護(hù)間隙。

5 高壓輸電線防雷設(shè)計(jì)要注意的諸多問題

在防雷設(shè)計(jì)過程中，要特別注意預(yù)應(yīng)力電桿鋼筋不能充當(dāng)接地線使用；相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要隨時(shí)了解線路施工過程中出現(xiàn)的問題，并且及時(shí)變更設(shè)計(jì)；對(duì)線路桿塔的布置、鐵件加工尺寸大小、電線桿孔位置等進(jìn)行審核，且在設(shè)計(jì)過程中減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)對(duì)線路正常運(yùn)行的影響。此外，還要根據(jù)已有高壓輸電線路運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)以及運(yùn)行方式等，選用更為合理、科學(xué)的防雷設(shè)計(jì)。只有這樣，方能從根本上提高輸電線路耐雷能力。

6 結(jié)語

總體來說，輸電線路在遭到雷擊后，便會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，既會(huì)影響電力系統(tǒng)的供電，增加線路、設(shè)備等的維護(hù)工作量，而且在輸電線路上的落雷，沿線路繼續(xù)侵入，甚至?xí)绊懽冸娝＿\(yùn)行。而在整個(gè)電力系統(tǒng)中，線路絕緣能力是比較強(qiáng)的，其次為變電所，而發(fā)電機(jī)絕緣能力是最弱的。若變電所的設(shè)備未能妥善管理，會(huì)直接破壞設(shè)備的絕緣線，導(dǎo)致不能正常供電。可見防雷設(shè)計(jì)成為降低雷害事故發(fā)生的關(guān)鍵，因此在今后的研究與探索過程中，設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又合理的防雷措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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