電網(wǎng)輸電線路防雷方法研究

南通市海安縣供電公司 吳厚寬

電網(wǎng)輸電線路防雷方法研究

南通市海安縣供電公司 吳厚寬

雷電會影響電網(wǎng)輸電線路的安全運行，降低輸電設備的可靠性。本文主要對電網(wǎng)輸電線路的防雷方法進行了研究，首先介紹了電網(wǎng)輸電線路遭受雷電時的放電原理；其次介紹了輸電線路的防雷方法并給出了重點防雷區(qū)域的防雷措施；最后對線路的絕緣配合進行了研究。加強電網(wǎng)輸電線路的雷電防護，對提高輸電線路的可靠性，保證輸電設備的安全運行具有重要的現(xiàn)實意義

輸電線路；放電原理；防雷方法；絕緣配合

雷電是一種具有巨大破壞力的自然現(xiàn)象，雷電對電網(wǎng)輸電線路的影響主要體現(xiàn)在兩方面，一是雷電作用在電網(wǎng)輸電線路上時，會使得輸電線路瞬間具有最高可達十萬伏的電壓，高電壓會損壞線路的絕緣，從而導致設備短路現(xiàn)象的發(fā)生；二是雷電作用在輸電線路上時，會使得輸電線路產(chǎn)生最高可達上千安的電流，造成輸電線路短時間內(nèi)釋放大量的熱量，進而導致線路金屬融化現(xiàn)象的出現(xiàn)。雷電作用在輸電線路上還可能造成輸電線路的扭曲和斷裂等情況，從而造成經(jīng)濟損失甚至是人員傷害。由此可見，加強電網(wǎng)輸電線路的雷電防護，提高輸電線路的可靠性，保證輸電設備的安全運行具有重要的現(xiàn)實意義。

1 電網(wǎng)輸電線路遭受雷電放電原理

雷電是由于雷云的積聚造成的，雷云分為上下兩層，上層和下層所帶的電荷種類是不同的，一般情況下上層的為正的電荷，下層為負的電荷。雷云距離地面都有一定的距離，由于受到雷云中帶點分子的影響，地面上距離雷云較近的物體會出現(xiàn)感應電荷，進而造成雷擊現(xiàn)象。對于輸電線路來講由于所處的位置偏高，本身又是電的良導體，因而很容易受到雷云的影響而遭受雷擊。雷擊的強度可以用雷電流來衡量，一般將頂端所測得的電流稱之為雷電流。雷電的作用會導致輸電線路瓷瓶的擊穿，其原理是輸電電路在發(fā)生雷擊現(xiàn)象后，在線路中會產(chǎn)生沖擊波，沖擊波會形成一個瞬變的高磁場，瓷瓶中的電解質由于帶電介質的影響而不再具有絕緣的功能，從而導致瓷瓶被擊穿而形成導電通路。

2 電網(wǎng)輸電線路的防雷方法

雷電會對電網(wǎng)運行的可靠性以及輸電設備的安全性造成巨大的影響，因此本文重點研究電網(wǎng)輸電線路的防雷方法。首先我們應該對電網(wǎng)輸電線路進行分析，主要有：輸電線路的類型，即區(qū)分主干輸電線路還是分支輸電線路；輸電線路所在地區(qū)是否為雷電的高發(fā)區(qū)域；輸電線路所處的地形和地表特征，包括海拔高度、周圍的植被情況以及建筑物情況等；土壤的地租率的數(shù)值。在上述分析完成之后即可以對輸電線路的防雷策略進行研究。

（1）輸電線路途經(jīng)線路的選擇。雷擊的發(fā)生區(qū)域是有顯著的特征性的，比如山區(qū)的峽谷位置、被水流所環(huán)繞的區(qū)域、地下含有島先行的礦物的區(qū)域以及突出的建筑物。所以在選擇輸電線路時，要首先避開這些區(qū)域，如果實在避不開的則盡可能選擇發(fā)生雷擊概率低的線路作為輸電線路。

（2）避雷線防雷。避雷線是一種十分經(jīng)濟的避雷措施，一般會全線架設使用，避雷線除普通形式外還有絕緣的避雷線，絕緣避雷線能夠減少電能的耗損，因而經(jīng)濟性更強。

（3）降低輸電線路鐵塔阻值。鐵塔的電阻阻值過大會不利于電流的導出，因此通過降低輸電線路鐵塔的阻值可以有效的防止雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。目前，比較常見的方法有以下幾種，一是使用電阻降阻劑，可以有效的降低鐵塔的周圍地面的阻值；二是通過將地面爆破，將電阻阻值低的材料放入產(chǎn)生的縫隙中。

（4）使用避雷器。避雷器的主要功能是將雷擊產(chǎn)生的電流導向大地，是方法而裝設避雷線防雷方法的一種補充，二者相結合可以起到非常好的效果。

（5）使用自動合閘裝置。當線路遭遇雷擊時會跳閘，雷擊過后如果不及時合閘會對用戶用電造成很大的影響。自動合閘裝置可以保證雷擊過后線路及時的恢復正常，進而使得事故率下降。

3重點線路節(jié)點的防雷措施

上面一節(jié)主要介紹了目前常用的輸電線路的防雷方法，通過以上措施可以有效的降低雷擊發(fā)生的概率，但是作為一些重點線路，以及重點線路的重點區(qū)域，其可靠性要求極高，所以要盡可能的避免發(fā)生雷擊的現(xiàn)象，為此需要對這些重點線路和重點區(qū)域進行特定的雷擊防護。主要方法有以下幾種：

（1）針對變電所進線段的重點防護。變電所進線段如果遭受雷擊會嚴重影響變電站的安全運行，因此該位置屬于重點的防雷區(qū)域。為了防止雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，需要在該段線路裝設避雷器和避雷線，提高耐雷水平。

（2）線路交叉時對交叉位置的防護。線路交叉有同等級的線路的交叉也有高壓線路和低壓線路的交叉，無論哪種情況，交叉點屬于易發(fā)生雷擊的部位，因此需要重點防護。具體防護方法可以裝設避雷器或者保護間隙進行防護。

（3）輸電線路跨越距離較大的情況的防護。當輸電線路跨越距離較大時，其鐵塔針對線路的防護能力就會降低，此時需要加強輸電線路對雷擊的防護能力，一般采用增加絕緣子數(shù)量，裝設管型避雷器以及裝設保護間隙等方法來進行重點防護。

4 線路的絕緣配合

絕緣配合是提高輸電線路以及輸電設備防雷水平經(jīng)濟而有效的方法。絕緣配合時從多個方面對輸電線路的防雷水平進行評估，包括采用防雷措施的費用，防雷設備日常維護的費用，設備絕緣損壞所造成的損失。通過合理的選擇絕緣水平，使得上述方面的花費的費用最小。

絕緣配合的首要步驟就是對輸電線路整體的絕緣水平進行評估，分析電氣設備能夠承受的電壓等級，設備的絕緣性能以及對電壓的耐受能力。采用絕緣配合時需要考慮以下幾個方面：

（1）對絕緣子串的片數(shù)和種類進行選擇。絕緣子的片數(shù)應保證足夠的絕緣強度，在重點的防雷區(qū)域適當增加絕緣子片的數(shù)量。對絕緣子類型的選擇上，如果要求絕緣子的機械強度高，那么就選擇盤型的，如果要求絕緣子的柔性好時，就選擇長串的形式。

（2）空氣間隙的設置應有一定的裕量，以保證可能出現(xiàn)的過電壓等情況。另外外界環(huán)境對空氣間隙的選擇也有一定的影響，空氣密度和空氣濕度增加時會導致絕緣的放電電壓隨之升高。

（3）線路絕緣的強化。

5 總結

雷電是自然界中常見的現(xiàn)象，雷電會對電網(wǎng)輸電線路的安全運行造成一定的影響。本文主要對電網(wǎng)輸電線路的防雷方法進行了研究，介紹了選擇輸電線路、裝設避雷線、降低鐵塔阻值、裝設避雷器、設置自動合閘裝置等5種方法，同時給出了重點線路節(jié)點的防雷措施，最后最線路的絕緣配合進行了簡要分析，所得結論對提升電網(wǎng)輸電線路的防雷水平具有重要的意義。

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吳厚寬（1964—）,江蘇南通人，大專，海安供電公司電氣工程設計主管。