關(guān)于電力輸電線路防雷問題的探究

張華

摘 要：輸電線路是電力系統(tǒng)的主要組成部分，電力系統(tǒng)的安全性和可靠性直接影響著整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況。長期以來，輸電線路一直暴露于自然之中，總會(huì)遭到雷擊危害，而雷擊是線路跳閘的主要因素，由雷擊引起輸電線路的跳閘問題一直困擾著安全供電，因此，解決線路跳閘問題，保證電力輸電的順利運(yùn)行，是現(xiàn)階段電力公司急需解決的問題。文章先對(duì)雷電進(jìn)行概述，然后介紹了輸電線路防雷措施的原則，最后提出了電力輸電線路防雷安全措施，希望能保證電網(wǎng)的穩(wěn)步、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力；輸電線路；防雷；問題

目前，我國的輸電線路一般設(shè)置在山上或者視野開闊的地方，特別是一些架空的線路、超過110kV線路等。由于全球氣候特殊情況的加劇，這些地方特別容易出現(xiàn)雷電，尤其是在夏天，輸電線路的雷電事故頻繁。據(jù)相關(guān)學(xué)者的調(diào)查，夏天是多雷時(shí)期，出現(xiàn)跳閘的頻率多于其它時(shí)節(jié)，有些地方極其嚴(yán)重。雷擊引起的輸電線路跳閘次數(shù)占跳閘占跳閘總次數(shù)的一半以上。雖然，我國對(duì)輸電線路進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，雷擊引起的輸電線路跳閘次數(shù)有所減少，但是，我們應(yīng)該從根本上重視雷擊跳閘，因?yàn)椋讚魰?huì)對(duì)輸電線路構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。

1 雷電概述

1.1 雷擊形式

輸電線路雷害主要有感應(yīng)雷和直擊雷這兩種形式，其中直擊雷又包括繞擊和反擊兩種形式。大量的電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：電壓超過110kV（包括110kV）的輸電線路雷害原因的分析主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和故障現(xiàn)象，因此，很難做出準(zhǔn)確判斷，這影響了有針對(duì)性的防雷安全措施的制定。通常郊區(qū)輸電線路由于地面周邊的空間電廠受山坡地形等條件的影響，其繞擊率是平原輸電線路的三倍，也可以形容為保護(hù)角增加8度。

1.2 雷電對(duì)輸電線路的危害

雷電具有突發(fā)性和劇烈性，能夠在瞬間產(chǎn)生巨大的磁場效應(yīng)和熱電效應(yīng)，另外，雷電自身具有較強(qiáng)的機(jī)械破壞能力，因此，雷電一旦擊中高壓輸電線路就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電壓危害。目前，在電力調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)中配備了具有較高集成度的電子設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)雷電電磁脈沖的反應(yīng)極特別敏感，如果輸電線路被雷擊中，瞬間形成超負(fù)載敏感過電壓磁波穿過輸電線路進(jìn)入變電站，降低了變電設(shè)備的介電強(qiáng)度，破壞敏感電子器件，監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致設(shè)備跳閘，給電力變電的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的損壞。輸電線路被雷擊中后，產(chǎn)生的過電壓可達(dá)400kV，特別容易對(duì)35kV以下的線路構(gòu)成致命威脅。其中直擊雷過電壓對(duì)電力設(shè)備的絕緣損害最大，這是因?yàn)橹睋衾走^電壓具有較高的峰值，破壞力較大，在輸電線路中可能引起絕緣子閃絡(luò)、燒傷、穿透，嚴(yán)重可能擊斷輸電線路導(dǎo)致停電。

2 電力輸電線路防雷原則

電力輸電線路中的雷電事故主要包括雷電直接擊中輸電線路、輸電線路出現(xiàn)閃絡(luò)、閃絡(luò)現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成工頻電壓現(xiàn)象、輸電線路跳閘這四個(gè)階段，如果想做好輸電線路的防雷，則應(yīng)從以上述四個(gè)階段為切入點(diǎn)，只要把握上述四個(gè)階段，就一定會(huì)降低雷電事故發(fā)生率。

（1）預(yù)防直擊：保證輸電線路不受直擊雷；（2）預(yù)防閃絡(luò)：保證輸電線路遭受雷擊后不出現(xiàn)閃絡(luò)；（3）預(yù)防轉(zhuǎn)變：保證輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后不會(huì)轉(zhuǎn)變成工頻電??；（4）預(yù)防停電：保證輸電線路中出現(xiàn)工頻電弧后電力仍持續(xù)供應(yīng)。

3 電力輸電線路防雷安全防護(hù)措施

安全防護(hù)措施在電力輸電線路的防雷工作中具有重要的地位。輸電線路安全防護(hù)措施的制定是為保證輸電線路的安全、正常供電，防控雷擊事故的發(fā)生，這需要電力工作人員制定科學(xué)、有效、可行的安全防護(hù)措施。一旦發(fā)生雷擊事故，最大程度地避免輸電線路出現(xiàn)閃絡(luò)，從而降低跳閘率。

3.1 降低電路桿塔接地電阻

在電力系統(tǒng)中，通過降低接地電阻來提高輸電線路的防雷水平的效果優(yōu)越于單純地增加輸電線路的絕緣。這主要通過增補(bǔ)地網(wǎng)和施放降阻劑這兩種方法來實(shí)現(xiàn)接地電阻的降低。在輸電線路設(shè)計(jì)過程中，不能保證全部測量所有桿塔的土壤電阻率，通常依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和原來提供的數(shù)據(jù)，或者依據(jù)桿塔所在地段土壤電阻率的范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而土壤的電阻值會(huì)隨著季節(jié)、氣候等的變化而變化。因此，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)實(shí)際測量的接地電阻值大于設(shè)計(jì)值，甚至大很多，無法滿足防雷要求。所以對(duì)輸電線路的土壤電阻率和接地電阻值進(jìn)行定期測量，包括新建的輸電線路。

3.2 減少輸電線路繞擊概率

這個(gè)安全保護(hù)措施主要用來局部改善周圍物體對(duì)線路的屏蔽效果，從而減少被雷電擊中的機(jī)會(huì)，例如，減小保護(hù)角、使用負(fù)角保護(hù)針等。其中減小保護(hù)角由于受到桿塔結(jié)構(gòu)的電力造價(jià)的束縛，對(duì)于一些平緩山坡、地形開闊區(qū)域，當(dāng)避雷線的保護(hù)角度較大時(shí)可以使用這一方法，但要保證桿塔配有合格的接地裝置。在設(shè)計(jì)滿足繞擊耐雷水平的情況下，通常不會(huì)減小保護(hù)角或者使用負(fù)角保護(hù)；桿塔塔頂?shù)谋芾揍槕?yīng)該滿足傳統(tǒng)防雷理論，但是如果安裝避雷針后桿塔遭雷擊的概率將增大，這可能增加反擊的可能性，在采用這一方法時(shí)還應(yīng)保證桿塔接地電阻在10歐姆以下。這種方法只適用在輸電線路為繞擊事故或者地形決定輸電線路容易繞擊。

3.3 增加輸電線路避雷器

避雷器對(duì)輸電線路具有一定的防護(hù)作用，雖然不能完全防控雷電事故的發(fā)生，但是能降低災(zāi)害程度。特別在雷電多發(fā)的地區(qū)，可以減少接地電阻，也可以安裝避雷器。避雷器屬于電阻范疇，它是非線性電阻，電力人員可以將避雷器和絕緣體安裝在電線桿上，能夠避免絕緣體出現(xiàn)閃絡(luò)。另外，一旦發(fā)生雷擊，避雷器能夠保護(hù)絕緣體，也保護(hù)了自然輸電線路。雖然，避雷器具有較好的防護(hù)作用，但是避雷器成本較高。因此，在安裝避雷器時(shí)，電力人員應(yīng)全面考慮地形條件，選擇最理想的位置，保證價(jià)值最大化。

3.4 提高輸電線路的耐雷擊水平

輸電線路絕緣性直接影響著線路遭受雷擊的概率，因此，在日常工作中電力人員應(yīng)加大對(duì)輸電線路絕緣體的檢查力度，保證絕緣體的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，防止由于絕緣體質(zhì)量問題引起輸電線路雷電事故的問題，影響電力的正常供應(yīng)。如果輸電線路中安裝了絕緣體，電力部門也不能放松，應(yīng)該遵循國家的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)損壞的絕緣體應(yīng)立即更換。另外，每次電力人員在檢查輸電線路后，均應(yīng)統(tǒng)計(jì)絕緣體的損壞率，確保輸電線路達(dá)到電力供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 架設(shè)避雷線

避雷線也被稱為架空地線，主要用來遮蔽導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行屏蔽，一旦發(fā)生雷擊，能將電流分成幾股，進(jìn)而降低強(qiáng)電流對(duì)導(dǎo)線的干擾。一般，避雷線架設(shè)在導(dǎo)線的上面，主要用來保護(hù)導(dǎo)線，降低或者避免雷電事故。從安全方面考慮，110kV避雷線應(yīng)沿著輸電線路完成鋪設(shè)。對(duì)于雷電多發(fā)的地段應(yīng)鋪設(shè)兩條避雷線，加強(qiáng)避雷線的分流作用，避免輸電線路遭受雷擊后電流過大出現(xiàn)閃絡(luò)。

4 結(jié)束語

隨著科技的大力發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)輸電線路提出了更高的要求。然而電力輸電線路的防雷問題是一項(xiàng)長期、艱巨的工作。電力工作人員應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)雷擊對(duì)輸電線路的危害，在實(shí)際工作中，全面分析輸電線路雷電事故原因，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，提出有效解決防雷問題的方法，制定相應(yīng)的安全防護(hù)措施，保證輸電線路的安全，從而促進(jìn)電網(wǎng)的安全、有效、穩(wěn)步運(yùn)行。

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