高壓配電線路防雷技術措施的應用

吳軍徽

摘 要：在對雷電成因及其對高壓配電線路造成的危害進行分析的基礎上，探討了當前高壓配電線路中典型的防雷擊技術措施及應用方法，并以此為基礎，進一步分析了幾種新型的防雷擊技術措施和一些在日常管理中常用的維護方法。

關鍵詞：高壓配電線路；防雷擊；避雷器

電力系統(tǒng)防雷工作的重點是高壓輸電線路的防雷，當前專業(yè)技術人員對高壓輸電線路的維護和管理效果較佳，能夠有效的避免人為因素對高壓輸電線路故障造成的影響。而自然因素，例如雷擊對高壓輸電線路的影響，則不在人為管控范圍之中。因此，當前導致高壓輸電線路故障的主要因素是雷擊，這也是最容易導致線路跳閘的問題所在。因此，有必要探討高壓配電線路的防雷技術及其應用情況，以便為保證高壓配電線路的穩(wěn)定性提供支持。

一、雷電成因及對高壓配電線路造成的危害

（一）雷電成因。雷電是因雷云放電引發(fā)的，在雷云的形成過程中，帶正電荷的云團與帶負電的云團懸浮于空氣中。隨著雷雨體積不斷增加，內部正、負電荷也不斷增加，當空氣潮濕、雷云的電場強度高于空氣的放電電場強度時，就會產生放電現(xiàn)象。雷云放電的方式包括云對地放電、云對云放電與云內放電三種形式。其中，能夠對高壓配電系統(tǒng)產生影響的主要是雷云的對地放電。據(jù)光學照片顯示，雷云對地放電往往會形成重復雷擊現(xiàn)象，對高壓配電線路造成極大的破壞。

（二）雷電對高壓配電線路的主要危害。在雷云對地放電的過程中，大量的電荷會在主放電通道內中和，不但會產生刺眼的光和巨大的聲音，而且會產生大量的熱量和能量。根據(jù)相關資料統(tǒng)計，我國高壓配電線路中的跳閘事故多半是因為雷擊而造成的。并且，在高壓配電線路上產生的直擊雷和感應雷同樣會造成跳閘事故，甚至還會沿線路侵入到變電所，導致人員的傷亡和設備的損壞，并引發(fā)大面積的電網癱瘓事故，給人們的生產和生活帶來巨大的影響。

二、當前高壓配電線路的主要防雷技術措施

（一）架設避雷線。在制定高壓配電線路的防雷措施時，架設避雷線是一種最為常用的基本方法，架設避雷線的作用主要包括：① 避免雷電直接擊中導線；② 能夠起到分流雷電流的作用，達到減小流入桿塔中電流的目的，降低塔頂電位，減小雷擊事故發(fā)生概率；③ 對導線具有耦合功能，達到降低導線感應過電壓的目的。因此，我國現(xiàn)行的高壓配電線路多采用了架設避雷線的方法。按照相關規(guī)定，在330kV 及以上高壓配電線路中必須架設雙避雷線；220kV高壓配電線路必須在全線路段架設避雷線； 110kV高壓配電線路原則上也必須架設避雷線。根據(jù)國內高壓配電線路的實際運行及維護情況，在雷擊活動并不頻繁的區(qū)域，并不需要全線架設避雷線。同時，在高壓配電線路架設避雷線時，為了降低線路運行時避雷線中電流導致的附加損耗，并達到利用避雷線作通信線路的目的，通常也會采取避雷線經小間隙與對地絕緣連接的架設方式。但是在雷擊發(fā)生時，由于小間隙可能會被擊穿，因此這種架設方式需要根據(jù)實際情況謹慎使用。

（二）適當降低高壓配電線路桿塔的接地電阻。高壓配電線路的接地電阻與線路的整體雷擊水平呈反比關系。按照各桿塔土壤電阻率的實際情況，應該適當?shù)慕档蜅U塔的接地電阻，從而達到適當提高高壓配電線路耐雷擊水平的目的。這也是當前較為經濟、有效的防雷技術措施。在實際的執(zhí)行過程中，要根據(jù)運行的高壓配電線路和相關的技術要求，對全線桿塔基礎的接地電阻進行定期測量，并結合歷史數(shù)據(jù)進行對比分析。對于桿塔接地電阻超出規(guī)定或者上升趨勢較快的情況，要采取施加降阻劑、多重接地等技術方式改善接地土壤電阻率，達到降低桿塔接地電阻的目的。

（三）做好高壓配電線路絕緣導線雷擊斷線的防護工作。

（1） 提高配電線路局部絕緣水平。考慮到高壓配電線路工程造價等方面的因素，通過強化高壓配電線路的局部絕緣能力不但可以滿足防雷擊的目的，而且還能夠降低高壓配電線路的工程建設成本。（2）在高壓配電線路上安裝避雷器。使用避雷器避雷是高壓配電線路的一種有效防雷方式，通過在配電線路安裝避雷器能夠對高壓架空絕緣線路起到良好的保護效果。因為長期承受工頻電流，而且還要受到雷電過電壓、工頻續(xù)流等影響，無間隙避雷器在長時間使用之后會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，容易引發(fā)故障，導致高壓配電線路的安全運行受到影響。因此，高壓配電線路防雷擊保護時應該選擇氧化鋅避雷器，并選擇在累積頻發(fā)區(qū)域的線路進行安裝，對配電線路進行全面保護。（3）在絕緣子兩端并聯(lián)設置放電間隙。通過使用在絕緣子兩端并聯(lián)設置放電間隙的方式可以有效的預防絕緣導線絕緣層被擊穿的情況。（4）高壓配電線路設備的防雷。為了保護高壓配電線路中的配電變壓器等設備，可以在配電變壓器的低壓側設置低壓避雷器，并確保高壓、低壓、低壓側中性點和變壓器外殼都可靠接地?？紤]到配電網絡的安全穩(wěn)定運行，高壓配電網絡通常設置了對應數(shù)量的開關、閘刀等，這些設備的防雷水平直接影響了雷擊事故發(fā)生的概率。為了減少雷擊引發(fā)的開關設備事故，在高壓配電線路的防雷工作中要做好開關設備的防雷工作。例如，在開關和刀閘兩側都應設置避雷器，對開關設備進行保護。另外，高壓配電線路中的電纜分支箱、環(huán)網柜等也是常見的重要設備，因此針對這些設備進行防雷保護也尤為重要。在實際的防雷工作中，可以在高壓配電線路的各個單元增加避雷器，或者在環(huán)網單元的合適位置設置避雷器等，這些方式都能夠達到防雷擊效果。

三、積極應用新型防雷技術

為了保證高壓配電線路雷雨天氣的運行安全，必須重視基礎性的防雷工作，積極利用新型的防雷技術來提高防雷水平。從目前的防雷情況來看，大多情況下主要采用的還是一些傳統(tǒng)的防雷技術，雖能夠發(fā)揮較好的防雷效果，但是隨著科學技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展，還需要不斷引進新技術新科技來提高配電線路的整體防雷水平。在信息時代里，高新技術已經得到了廣泛的應用，各種新型的防雷技術在高壓配電線路中得到了不斷的發(fā)展，本文試從以下兩個方面做以簡要介紹：

（一）新的輸/配電線路結構。例如，國內外已經開始大力開展新型輸電線路桿塔結構的研究工作，將兩根避雷線加載組合起來，使用新型平行系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平行系統(tǒng)，可以更好的對雷擊電流起到分流作用，使得雷擊過電壓強度不斷下降，保證了高壓配電線路整體防雷性能的改善，提高了線路的防繞擊效果。雖然這種方式增加了桿塔的高度，但是從單回線路的抗雷擊能力及其綜合投資效果來看，還是值得應用的。

（二）合理設置保護間隙。當前國外在絕緣子串保護間隙的設置和應用方面已經相對成熟，但是在國內還沒有得到廣泛的普及，主要是在220kV及以下的高壓配電線路和防雷擊難度較大的線路上有一定的應用，因此還需進一步研發(fā)設置合理的保護間隙。

四、日常的檢查與管理

除了技術方面的防雷措施外，日常地高壓配電線路檢查與管理也是很重要的工作。首先，桿塔與接地系統(tǒng)的連接是達到防雷目的的關鍵環(huán)節(jié)，是重中之重。由于桿塔長年累月在野外裸露，各種不可抗的自然因素都會導致桿塔的破損，影響接地效果，當然也就影響了防雷擊的效果。因此，定期的對桿塔進行檢查維修是必須的工作，是保證桿塔接地效果良好的重要措施。其次，還要強化對線路運行的管理，定期開展全面的線路檢查工作。例如對線路接地網的檢查測量工作、對桿塔接地電阻狀態(tài)的控制以及對防雷設施的預防性試驗工作等等，及時發(fā)現(xiàn)排除隱患，使防雷擊設備處于最佳工作狀態(tài)。

參考文獻：

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