輸電線路防雷技術研究

高登軍

內(nèi)蒙古電力勘測設計院有限責任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020

輸電線路防雷技術研究

高登軍

內(nèi)蒙古電力勘測設計院有限責任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020

雷害事故的頻發(fā)性直接影響著輸電線路的安全性，進而制約著供電的持續(xù)性，因此，輸電線路防雷的重要性是不言而喻的。雖然目前我國各等級輸電線路已應用了諸多防雷技術措施，但雷害事故仍然占據(jù)著較大比例，究其原因，并不是各項技術方法的不成熟，而是沒有采取針對性、綜合性、有效性的技術方案。文章主要結(jié)合具體輸電線路實例，對如何制定針對性、綜合性、有效性的防雷技術措施進行研究。

輸電線路；防雷；電阻

輸電線路作為電能傳輸?shù)拇髣用}，其分布廣泛、架構復雜，特別是在線路規(guī)劃過程中易受諸多因素的限制而暴露于雷擊環(huán)境中。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，各等級輸電線路跳閘故障中雷擊跳閘故障所占比例已超過了30%，特別是少數(shù)高壓、超高壓輸電線路雷害事故竟達到了40%以上，這充分說明雷害對輸電線路正常運行的嚴重性及危害性。因此，為了減少雷擊跳閘事故頻率，保障整體電力系統(tǒng)的安全運行，輸電線路防雷技術措施是不可或缺的。由于雷電的發(fā)生是一種隨機的自然現(xiàn)象，時間、地點都無法完全預料，不確定性因素較多，因此，必須結(jié)合現(xiàn)場實際，考慮技術的可行性及經(jīng)濟性，采取針對性、有效性、綜合性的防雷技術措施，從而整體性的提高輸電線路的耐雷水平。文章結(jié)合某地區(qū)輸電線路雷擊跳閘故障實際情況，對雷擊跳閘作了簡要分析，并提出了綜合性的防雷技術措施及思路，可為輸電線路防雷實踐提供參考。

1 輸電線路雷擊跳閘情況

某地區(qū)輸電線路幅員遼闊、點多面廣，且所覆蓋區(qū)域內(nèi)雷電活動較為頻繁，這導致該地區(qū)輸電線路的雷擊跳閘現(xiàn)象與鄰近其他地區(qū)相比更為嚴重。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該地區(qū)2010 年～2013年35kV及以上輸電線路的雷擊跳閘總數(shù)在跳閘總數(shù)中所占比例超過了80%，這充分說明了雷擊跳閘是造成該地區(qū)35kV及以上輸電線路跳閘故障的主要原因。目前，該地區(qū)35kV及以上輸電線路承擔著多個區(qū)縣的電力直供任務，在當?shù)仉娏Y源優(yōu)化配置中起著極為關鍵的作用。因此，為了提高該地區(qū)輸電線路供電可靠性益，以及保障該地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，必須做好防雷工作，提高輸電線路整體耐雷水平。該地區(qū)2010年至2013年35kV及以上輸電線路雷擊跳閘次數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，35kV及以上輸電線路平均每年的雷擊跳閘數(shù)達到了60次，可以看出較為頻繁的雷擊跳閘現(xiàn)象已對該地區(qū)輸電線路的供電持續(xù)性造成了嚴重的影響。其中，220kV為11次，且多數(shù)發(fā)生在山區(qū)，為該地區(qū)輸電線路防雷的重點區(qū)域。110kV為36次，35kV為13次，且同一條線路重復遭雷擊的現(xiàn)象常有發(fā)生，因此很有必要對線路采取綜合防雷技術措施。

2 輸電線路雷擊跳閘分析

2.1 雷電活動的分析

據(jù)雷電定位系統(tǒng)對該地區(qū)雷電活動的統(tǒng)計，2010年～2013年該地區(qū)的雷電總數(shù)超過了30000多個，這意味著該地區(qū)的雷電活動與其他地區(qū)相比更為頻繁。因此，有必要對該地區(qū)的雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)、氣象觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，從而探索出該地區(qū)的雷電活動規(guī)律，為防雷技術方案的制定提供重要的參考依據(jù)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)輸電線路的雷擊跳閘次數(shù)集中在4、5、7、8 月份，這是因為該地區(qū)這幾個月份是雷雨季節(jié)，雷電活動更為頻繁，因此該時間段需加強防雷工作。

2.2 雷害方式的判定

雷害主要有反擊和繞擊兩種形式，雷害的判定方式較為簡單，反擊一般可在塔頭找到接地點，而繞擊只能在絕緣子接地端找到繞擊點。每次雷害事故發(fā)生時，都應進行事故巡視，若有必要，還應登桿透視雷擊故障詳細情況，并做好圖文記錄，從而為雷害方式的判斷和防雷工作的開展提供重要判據(jù)，一般情況下，繞擊是輸電線路遭雷擊的主要形式。

2.3 地質(zhì)條件的影響

雷電繞擊率與桿塔高度，以及線路所在地形、地貌、地質(zhì)條件存在密切關系，而該地區(qū)地質(zhì)結(jié)構復雜，部分輸電線路架設在高山、山地之中，又有巖石、頁巖、沙石等地質(zhì)，土壤電阻率較高，諸多不利的地質(zhì)條件更容易發(fā)生雷電繞擊現(xiàn)象。

3 輸電線路防雷綜合技術措施

3.1 輸電線路防雷技術措施

針對該地區(qū)輸電線路雷擊跳閘頻繁發(fā)生的實際情況，以及該地區(qū)的氣候、地質(zhì)特殊實情，可以采取如下技術措施來提高線路整體耐雷水平。

1）提高線路的絕緣水平。輸電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比關系，因此，增強線路的絕緣水平是一項重要的防雷技術措施?？赏ㄟ^加強零值絕緣子檢測或更換新型絕緣子等方法來保證線路的絕緣性能。

2）降低桿塔的接地電阻。輸電線路的接地電阻與耐雷水平成反比關系，由于該地區(qū)土壤電阻率較高，因此，降低桿塔的接地電阻是提高該地區(qū)線路耐雷水平的基礎性技術措施。

3）增設耦合地線。在雷擊頻發(fā)及雷電活動強烈的桿塔、地段增設耦合地線，也是提高輸電線路的耐雷水平有效途徑之一。

4）安裝線路避雷器。選擇性的在雷擊跳閘頻發(fā)的線路安裝線路避雷器能起到較好的避雷效果，該地區(qū)部分線路已安設了一定數(shù)量的線路避雷器，且起到了較好的防雷效果，但由于避雷器裝設成本較高，因此，可在特殊位置適當使用。

根據(jù)該地區(qū)雷電活動及雷害實際情況，以及雷害產(chǎn)生的主要原因，考慮防雷方案的經(jīng)濟適用性以及防雷技術的可行性，對上述各項技術措施進行對比分析，最終決定該地區(qū)輸電線路的防雷主要措施為接地網(wǎng)改造，并適當選擇加裝避雷器、加裝可控放電避雷針、加裝防繞擊避雷針及其他防雷技術措施。

3.2 輸電線路防雷整體安排

在輸電線路防雷實踐過程中，時常會受到防雷投入資金的限制，因此，有必要對輸電線路防雷作整體安排。

1）集中治理。在防雷工作中經(jīng)常會不考慮雷電活動的隨機性，在某種程度上容易忽略線路“線”優(yōu)先于“點”的原則。往往出現(xiàn)對一條線路雷擊的某段進行防雷技術改造后，結(jié)果該線路的另一段又出現(xiàn)了雷擊故障，因此，將防雷工作范圍分散至多條線路還不如集中精力治理好某一條線路。

2）整體考慮。最初開展防雷工作時，大多采用的是“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方式，簡單的在易遭雷擊的桿塔加裝避雷器，卻忽略了對桿塔接地的整改，最終影響防雷效果。事實上，裝設非常規(guī)防雷裝置的目的就是將雷電繞擊轉(zhuǎn)化為反擊，但對桿塔的接地電阻要求且很高。因此，防雷工作需整體考慮、綜合完善，采取加裝防雷裝置與桿塔接地改造相結(jié)合的方式來提高耐雷水平水平。

3）注重源頭。輸電線路遭受雷擊的原因主要有線路絕緣水平、桿塔接地電阻、避雷線保護角等。若本身線路的絕緣水平高、避雷線保護角小、接地電阻小，雷擊跳閘率明顯會低很多，因此，應充分考慮線路走廊的落雷情況，盡可能從輸電線路設計源頭來提高耐雷水平。

4）精心維護。通常在雷電活動頻發(fā)之前，采取防雷裝置檢查、桿上引下線維護、鐵夾板涂抹導電膏等維護措施，能有效的減少雷害事故。

4 結(jié)論

實踐證明，通過采取以上防雷綜合技術措施，該地區(qū)輸電線路在近兩年雷害事故呈明顯的下降趨勢，充分說明了防雷技術及思路的合理性，具有一定的借鑒價值。

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[2]張午陽，周平.重慶500kV輸電線路雷擊故障調(diào)查分析及防雷研究[J].華中電力，2008（4）.

表1

從表1中我們可以看出，傳統(tǒng)的手寫記錄中需要104字而變電管理系統(tǒng)中只需要鍵盤輸入82字，在填寫登記簿時變電管理系統(tǒng)更是可以直接生成，而手寫記錄需要填寫漢字108個，減少了大量無謂工作。另外，變電管理系統(tǒng)中設置了無需輸入漢字的驗收工作，使工作票更加準確。在辦理結(jié)束工作時，以前還需要手寫40字，而變電管理系統(tǒng)自動生成，方便快捷。

5 結(jié)論

變電運行中數(shù)據(jù)的集中管理和存儲得益于變電管理系統(tǒng)的應用，并為今后的自動化打下牢靠的基礎，極大的改善了供電質(zhì)量，規(guī)范和提高了管理水平，保證了變電運行的安全和可靠。變電管理系統(tǒng)提供的分析和統(tǒng)計資料，使各個環(huán)節(jié)密切相連，更利于變電運行的管理。

參考文獻

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TM7

A

1674-6708（2015）149-0037-02