送電線路雷擊跳閘的原因與預(yù)防措施探討

郭濱海

摘要：在高壓送電線路的供電過(guò)程中，雷擊跳閘會(huì)對(duì)其供電的可靠性造成比較嚴(yán)重的影響，在送電線路的跳閘事故中，雷擊跳閘占了非常大的比重。所以加強(qiáng)對(duì)送電線路雷擊跳閘的原因分析，找出有效的預(yù)防措施對(duì)于送電線路供電可靠性具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：送電線路 ?雷擊跳閘 ?原因 ?預(yù)防措施

在電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)中，送電線路是非常重要的組成部分。在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中，電力需求量也在不斷地增加，人們也開(kāi)始更加關(guān)注和重視電力生產(chǎn)的安全問(wèn)題。雷擊跳閘會(huì)對(duì)供電的可靠性和安全性造成比較嚴(yán)重的影響。在送電線路的跳閘事故中，雷擊跳閘所占的比例非常大。雷電活動(dòng)具有比較明顯的復(fù)雜性和隨機(jī)性，現(xiàn)階段在認(rèn)識(shí)和研究送電線路雷害中也還存在很多未知的地方，所以在日常的送電線路防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要綜合考慮各方面的因素，采用科學(xué)合理的預(yù)防措施，讓送電線路的耐雷水平得到有效提升，讓送電線路的雷擊跳閘率得到有效控制，這樣送電線路的可靠性和安全性才能得到保證。

1 送電線路雷擊跳閘的原因分析

1.1 高壓送電線路繞擊的原因分析。通過(guò)高壓送電線路的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)和模擬試驗(yàn)都能夠證實(shí)，雷電繞擊率主要和邊導(dǎo)線的保護(hù)角、高壓送電線路所經(jīng)的地貌、地形、地質(zhì)條件以及桿塔的高度有關(guān)系。和平地高壓送電線路的繞擊率相比，山區(qū)的高壓送電線路繞擊率要高很多，主要就是因?yàn)樯絽^(qū)送電線路會(huì)出現(xiàn)大高差、大跨越檔距，這樣就會(huì)讓送電線路的耐雷水平下降。

1.2 高壓送電線路反擊的原因分析。當(dāng)雷電電流流經(jīng)塔體和接地體時(shí)，桿塔的電位就會(huì)上升，而且會(huì)在相導(dǎo)線上出現(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓。在塔體電位上升和相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓之間的電位差大于高壓送電線路的絕緣閃絡(luò)電壓值，在桿塔和導(dǎo)線之間就會(huì)出現(xiàn)反擊閃絡(luò)。

通過(guò)對(duì)送電線雷擊跳閘的原因分析可知，從理論上講，讓桿塔的接地電阻降低、讓耦合系數(shù)提高、讓分流系數(shù)減小和加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣都可以讓送電線路的耐雷水平得到有效提升。

2 送電線路雷擊跳閘的預(yù)防措施

2.1 架設(shè)避雷線。在對(duì)送電線路雷擊跳閘進(jìn)行有效預(yù)防時(shí)，架設(shè)避雷線是非常有效的一種措施。避雷線能有效對(duì)雷直擊導(dǎo)線的情況進(jìn)行防止，另外避雷線還具有分流的作用，從而讓桿塔的雷電流能有效降低，最終就可以讓塔頂電位得到有效控制;避雷線對(duì)導(dǎo)線還具有耦合作用，這樣線路絕緣子的電壓將會(huì)降低;避雷線對(duì)導(dǎo)線也具有屏蔽作用，可以讓導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓下降。在采用避雷線的過(guò)程中，如果線路的電壓較高，那么實(shí)際的效果也就會(huì)更好，在送電線路的成本投入中，避雷線所占的比重也不高。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，如果送電線路的電壓等級(jí)為220kV或以上就需要全線架設(shè)避雷線，如果送電線路的電壓等級(jí)為110kV正常情況下也需要全線架設(shè)避雷線。另外還需要對(duì)繞擊率進(jìn)行有效控制，這樣可以讓避雷線的屏蔽效果得到有效提升，防止雷電繞過(guò)避雷線直接擊中導(dǎo)線。避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)該保持在20°-30°。電壓等級(jí)為220kV和330kV的雙避雷線線路的保護(hù)角應(yīng)該保持在20°左右;550kV及其以上的超高壓和特高壓線路都要假設(shè)雙避雷線，而保護(hù)角則不能超過(guò)15°。

2.2 線路避雷器的安裝。在對(duì)送電線路的雷擊跳閘進(jìn)行預(yù)防時(shí)，也可以采用高壓送電線路避雷器。在桿塔和導(dǎo)線的電位差大于避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，通過(guò)避雷器的有效分流，可以讓絕緣子不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的情況。如果送電線路上的雷擊跳閘比較頻繁就可以選擇性地安裝避雷器。線路避雷器主要有無(wú)間隙型線路避雷器和帶串聯(lián)間隙型線路避雷器。無(wú)間隙型線路避雷器是直接和導(dǎo)線連接的，它其實(shí)是對(duì)電站型避雷器的一種改進(jìn)，在吸收沖擊能量時(shí)可靠性非常高，也沒(méi)有放電時(shí)延，在操作電壓和正常運(yùn)行電壓下，串聯(lián)間隙不會(huì)動(dòng)作，避雷器本身是處在一個(gè)完全不帶電的情況下，所以不能出現(xiàn)電氣老化的情況;串聯(lián)間隙的上電極和下電極的布置是垂直的，具有比較穩(wěn)定的放電特性，而且分散性也不大等。而帶串聯(lián)間隙型的線路避雷器是利用空氣間隙和導(dǎo)線相連的，只有當(dāng)出現(xiàn)雷電流時(shí)，避雷器才會(huì)承受工頻電壓的作用，使用年限長(zhǎng)和具有很高的可靠性是其最主要的特點(diǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，帶串聯(lián)間隙型的線路避雷器應(yīng)用比較多，在間隙的隔離作用下，避雷器本身一般是不會(huì)承擔(dān)系統(tǒng)的運(yùn)行電壓，所以在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行下，該避雷器也不會(huì)出現(xiàn)老化等情況，另外當(dāng)避雷器本身出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也不會(huì)影響送電線路的正常運(yùn)行。

2.3 對(duì)桿塔的接地電阻進(jìn)行有效控制。桿塔接地電阻增加的原因比較多，主要就包括：接地體的腐蝕導(dǎo)致桿塔的接地電阻增加，尤其是在風(fēng)化后的土壤以及山區(qū)的酸性土壤中，很容易出現(xiàn)吸氧腐蝕和電化學(xué)腐蝕，水平接地體和接地引下線的連接處是比較容易出現(xiàn)腐蝕的部位;在山坡坡帶地區(qū)，在雨水的沖刷作用下會(huì)造成水土的流失，這樣接地體就會(huì)暴露在外，失去和大地的接觸，從而導(dǎo)致桿塔接地電阻的增加;在外力的破壞下，桿塔的接地體或者接地引下線受到外力的破壞也可能會(huì)讓桿塔接地電阻增加。送電線路的耐雷水平和接地電阻之間是成反比的，在提升送電線路耐雷水平的過(guò)程中，最有效和成本投入最小的方式就是根據(jù)各個(gè)桿塔的土壤電阻率實(shí)際情況，讓桿塔接地電阻最大程度的降低。首先如果線路的接地電阻在測(cè)試之后發(fā)現(xiàn)不合格，就需要對(duì)這些桿塔的接地電阻重新測(cè)試，同時(shí)還需要對(duì)桿塔的土壤電阻率進(jìn)行測(cè)試;其次如果桿塔的接地電阻經(jīng)過(guò)測(cè)試檢查不合格，就需要對(duì)桿塔的接地放射線進(jìn)行開(kāi)挖檢查，對(duì)桿塔的接地放射線進(jìn)行重新鋪設(shè)，然后焊接好;再次，如果在對(duì)桿塔的檢查中，發(fā)現(xiàn)感染的接地引下線斷開(kāi)或者沒(méi)有，就需要對(duì)這些桿塔接地裝置進(jìn)行重新焊接，同時(shí)要重新測(cè)試桿塔的接地電阻，如果測(cè)試不合格就要重新鋪設(shè);最后如果桿塔的接地電阻在重新鋪設(shè)后測(cè)試依然不合格，就需要采用降阻模塊對(duì)桿塔進(jìn)行改進(jìn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)送電線路雷擊跳閘原因的分析，能更好的找出有效的預(yù)防措施。在對(duì)送電線路的雷擊跳閘進(jìn)行預(yù)防時(shí)，應(yīng)該要對(duì)送電線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的雷電活動(dòng)程度、土壤的電阻率情況以及地形地貌情況等進(jìn)行綜合的考慮分析，另外還要考慮送電線路原來(lái)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)的運(yùn)行方式等，通過(guò)對(duì)防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的分析比較，選擇最有效的預(yù)防措施，讓送電線路的耐雷水平得到有效提升。

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