關(guān)于電力輸電線路防雷問(wèn)題的探討

于海躍+王鵬程+尤鍵佳+王昭濱+唐斯旸+馬海峰+王中明+曹玉蘭

摘 要：電力系統(tǒng)主要由輸電線路構(gòu)成，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行是整個(gè)電網(wǎng)工程順利進(jìn)行的保障。一直以來(lái)輸電線路都在受著雷擊的困擾，雖然我國(guó)實(shí)行一些手段對(duì)其進(jìn)行解決，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中還是存在一些缺陷。本文主要針對(duì)雷電的危害性進(jìn)行闡述，并對(duì)如何防雷提出合理化建議，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)工程的安全運(yùn)行，為我國(guó)的供電事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷；措施

目前，我國(guó)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(guò)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)占跳閘總次數(shù)的一半以上。雖然，我國(guó)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問(wèn)題。

一、雷電概述

1.雷擊形式

直擊雷和感應(yīng)雷兩種形式構(gòu)成了輸電線路的雷害，其中直擊雷害有分為兩種形式，分別是繞擊和反擊。經(jīng)過(guò)實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)行雷害分析主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和故障，無(wú)法得出準(zhǔn)確的結(jié)論，這對(duì)防雷安全措施的制定具有一定的阻礙作用。經(jīng)過(guò)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，在山坡或空曠地帶，極易發(fā)生繞擊雷害。我們將其與平地輸電線路進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)繞擊雷害的發(fā)上概率增加了三倍之多。這個(gè)結(jié)果對(duì)我們制定防雷災(zāi)害具有一定的指導(dǎo)作用。

2.雷電對(duì)輸電線里的危害

雷電能夠在短時(shí)間內(nèi)快速的形成磁場(chǎng)效應(yīng)和熱電效應(yīng)，具有突發(fā)性和劇烈性等特點(diǎn)，破壞性極強(qiáng)，如果雷電擊中高壓輸電線路會(huì)對(duì)其產(chǎn)生極大的危害，不僅會(huì)造成斷電的現(xiàn)象出現(xiàn)，還可能引起火災(zāi)，對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全造成一定程度的威脅。現(xiàn)階段我國(guó)的電力調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)都由集成度較高的電子設(shè)備構(gòu)成，這種設(shè)備極易遭受雷擊的危害，因其敏感度特別高，可對(duì)雷電電磁脈瞬間產(chǎn)生反應(yīng)，這種設(shè)備在遭受雷擊后，會(huì)快速的通過(guò)輸電線路進(jìn)入變電站，對(duì)變電站的正常運(yùn)行造成一定的阻礙。變電站受到損害后出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，同時(shí)變電站的敏感電子器件會(huì)受到一定程度的破壞，給正常的供電造成影響，輸電線路被雷擊中后，會(huì)在瞬間形成過(guò)高的電壓，電壓低的線路不能承受此電壓就會(huì)造成嚴(yán)重事故的發(fā)生。輸電線路被雷電擊中后，輸電線路會(huì)極具破壞力，可能會(huì)造成整條線路停電的現(xiàn)象，對(duì)正常供電造成影響。

二、電力輸電線路防雷原則

電力輸電線路雷電擊中事故主要有四種形式，想要防止這四種形式的發(fā)生，我們可以運(yùn)用以下四種手段來(lái)防止，下面我們對(duì)這四種方法進(jìn)行分析：

1.預(yù)防直擊

直擊是高壓輸電線路雷電危害之一，會(huì)對(duì)輸電線路造成一定程度的影響，為實(shí)現(xiàn)輸電工程的正常運(yùn)行，就必須保證輸電線路不受到直擊雷的危害。

2.預(yù)防閃絡(luò)

閃絡(luò)就是指絕緣子周圍的氣體或者液體被電介質(zhì)擊中后出現(xiàn)的表面放電的現(xiàn)象。發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象后，絕緣表面會(huì)被損壞，電壓會(huì)在瞬間降低為零，對(duì)正常的供電工作造成影響。所以在進(jìn)行輸電線路防雷擊過(guò)程中，也要十分注意閃絡(luò)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.預(yù)防轉(zhuǎn)變

在發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象后輸電線路極易轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl電弧，我們應(yīng)防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，保證輸電線路的正常工作。

4.預(yù)防停電

發(fā)生雷電事故后，伴隨而來(lái)的往往就是停電現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)正常供電工作造成影響。所以我們?cè)谶M(jìn)行防雷工作時(shí)，應(yīng)注意保障供電工作的順利進(jìn)行。

三、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。

1.降低電路桿塔接地電阻

在電力系統(tǒng)中，通過(guò)降低接地電阻來(lái)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(guò)增補(bǔ)地網(wǎng)和施放降阻劑這兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)接地電阻的降低。在輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能保證全部測(cè)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(lái)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(cè)量的接地電阻值大于設(shè)計(jì)值，甚至大很多，無(wú)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(cè)量，包括新建的輸電線路。

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(lái)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.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。

四、結(jié)語(yǔ)

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(wèn)題是一項(xiàng)長(zhǎng)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(wèn)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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