500kV架空輸電線路防雷解決對策

胡偉

摘 要：隨著我國國力的增強，經(jīng)濟水平得到迅猛發(fā)展的同時，電力事業(yè)也有著突飛猛進的進步，而電力在各個地區(qū)之間的傳輸都要依靠輸電線路來進行，因此，輸電線路的工作質(zhì)量對該地區(qū)的發(fā)展有著直接的影響，甚至可以說對一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。由于電力的快速發(fā)展，500kV的架空輸電線的使用逐漸普及到了各個地區(qū)，當(dāng)然，伴隨著使用量增多而來的還有雷擊故障問題。500kV架空輸電線的位置較高，在雷雨天氣免不了會有被雷擊中的風(fēng)險，因此500kV架空輸電線路的防雷問題就成了進一步推動我國電力事業(yè)發(fā)展最大的一塊絆腳石。很多地區(qū)因為防雷措施不完善，輸電線路遭到了嚴(yán)重損壞。工業(yè)一直都是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱，而高壓電又是我國工業(yè)運行的基礎(chǔ)設(shè)施，因此，如果輸電線路損壞會給社會經(jīng)濟帶來了巨大的損失。鑒于此，本文對工業(yè)專用的500kV輸電線路的防雷保護進行詳細探討，對可能遭遇雷擊事故的原因作了簡要分析，并針對這些原因提出一些具體的防范措施，最大程度的避免這類事故的發(fā)生，降低損失。

關(guān)鍵詞：500kV輸電線路；雷電分析；防雷保護；防雷措施；防雷技術(shù)

中圖分類號：TM863 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0117-02

1 引 言

由于我國在改革開放以后國力的迅速發(fā)展，我國逐漸發(fā)展成為了工業(yè)大國，工業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展體系中占據(jù)著很大比例，工業(yè)的發(fā)展水平與發(fā)展質(zhì)量直接影響著我國的經(jīng)濟狀況，有著十分重要的地位。我國土地幅員遼闊，很多地區(qū)屬于山區(qū)，地形起伏較大，這些地形原因使這些地區(qū)的輸電線路極易遭受雷擊。同時，根據(jù)調(diào)研，在國內(nèi)的跳閘事故中，絕大多數(shù)的跳閘事故（會導(dǎo)致大面積停電）都是由于雷電引起，在地形復(fù)雜、土壤電阻率高的多雷地區(qū)更為明顯，雷擊的出現(xiàn)常常對人們的生活造成嚴(yán)重影響。同時，輸電線路能否正常運轉(zhuǎn)還關(guān)乎著我國工業(yè)企業(yè)能否正常生產(chǎn)，直接威脅整個電力網(wǎng)的安全性能。為此，各地區(qū)的政府和人民都非常關(guān)注500kV架空輸電線路的安全問題和防雷效果，為了減少損失，降低影響，做好500kV架空輸電線路的防雷工作迫在眉睫。

2 高壓輸電線路中防雷的重要性

現(xiàn)階段，我國工業(yè)不斷發(fā)展，在人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求的促進下，我國的電網(wǎng)事業(yè)的規(guī)模不斷擴大。由于工業(yè)的迅速發(fā)展，高壓電網(wǎng)線路逐漸變得供不應(yīng)求，為保證經(jīng)濟的發(fā)展，滿足發(fā)展所需的客觀要求，增加電網(wǎng)線路數(shù)量，加大線路規(guī)模成了大勢所趨。在方便了生產(chǎn)生活的同時，也帶來了一系列的問題，高壓電網(wǎng)系統(tǒng)自身結(jié)果復(fù)雜使它很容易受到雷擊的危害，進而引發(fā)跳閘斷電等一系列事故，給經(jīng)濟帶來影響，嚴(yán)重時還易造成火災(zāi)，給人們的生命財產(chǎn)帶來威脅。因此，在500kV架空輸電線路中，做好防雷工作對保障人們的生命財產(chǎn)安全有著十分重要的意義。

3 高壓輸電線路發(fā)生雷擊的原因

根據(jù)以往高壓輸電線遭受雷擊的案例分析可得出，導(dǎo)致高壓輸電線路發(fā)生雷擊從而造成一系列跳閘斷電問題的原因主要有以下幾點：①在我國早期，電力事業(yè)發(fā)展還未成熟，當(dāng)時的輸電線路的建設(shè)由于經(jīng)費的局限與技術(shù)的不成熟，導(dǎo)致當(dāng)時的輸電線路在避雷方面防范設(shè)施未能設(shè)計全面，對抗雷擊問題考慮不周。②由于高壓輸電線路與普通的輸電線路不同，存在更為復(fù)雜的問題。高壓輸電線路內(nèi)部流通的電壓較普通線路要高的多，更容易引起周邊空氣發(fā)生電離，在雷雨天氣中，與云層中的負電荷相吸引，更容易引發(fā)雷擊的現(xiàn)象。③由于我國的快速發(fā)展，房屋建設(shè)對土地面積的要求越來越高，使高壓輸電線路所處的環(huán)境越來越復(fù)雜，甚至部分的高壓輸電線路需要安裝在偏遠的山坡地區(qū)，更增加了雷擊率。④隨著人們生活水平的提高，對于生活質(zhì)量的要求也越來越高，現(xiàn)在的高壓線路修建的高度，相較于以前要高出很多，高度的增加更加大了被雷電擊中的可能。⑤現(xiàn)代化的高壓輸電線路普遍使用復(fù)合絕緣子作為原材料，這種材料存在一個弊端，就是被雷電沖擊的耐受電壓要低于同等級的普通盤形絕緣子串，因為該種材料的絕緣水平很低，自然增加了輸電線路被雷電擊中的概率。

4 雷電過壓的種類

雷電過壓的種類主要分為兩種：感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。前者是由于電磁感應(yīng)，雷電擊中線路附近的地面而引發(fā)的現(xiàn)象。后者是由于雷直接擊中線路而造成的故障，如雷擊中塔頂、雷擊避雷線檔距中央、雷擊導(dǎo)線等。

5 500kV輸電線路的防雷分析

現(xiàn)代化的高壓輸電線路高度普遍增加的同時，遭遇雷擊威脅的概率也在增加。因此，做好輸電線路的防雷工作是保護我國高壓輸電線路的首要一步。保護高壓輸電線路最基礎(chǔ)、最簡單也是必不可少的一步就是安裝避雷針或避雷線，這一防雷措施的運行規(guī)律是：雷雨天氣中，云層中的大量電荷受到尖端的吸引通過雷電的方式釋放出來，雷電中所攜帶的高壓電傳輸?shù)礁邏狠旊娋€路中，高壓輸電線路無法負荷雷電中的高壓而進行跳閘保護以保護電網(wǎng)的安全，引發(fā)故障。而避雷針、避雷線所起到的作用就是把雷擊中輸電線路產(chǎn)生的高壓電通過金屬線將大量電荷傳到大地這個大導(dǎo)體中，從而避免了雷電中的電流流向輸電線路和高壓輸電線路超負荷而發(fā)生的跳閘現(xiàn)象。當(dāng)然，除了從本質(zhì)上避免高壓輸電線路的雷擊事故外還要對遇雷后的問題進行解決，如對輸電線路進行自動閘設(shè)置，在事故發(fā)生后第一時間跳閘，盡可能多地減少對電網(wǎng)線路和居民生活安全的損害。

雷擊的方式又可以分為雷電直擊與反擊、雷電繞擊。雷電直擊與反擊，都會產(chǎn)生較大的雷電流，這種電流至少會達到125000A，高時甚至?xí)_到145000A。當(dāng)500kV架空輸電線路出現(xiàn)多項故障或者一些小概率的檔中導(dǎo)地線出現(xiàn)雷擊放電，通常是因為雷電直擊引起的；當(dāng)上相故障時，一般是由于雷電反擊造成；若只出現(xiàn)一次跳閘卻發(fā)生了多次鐵塔閃絡(luò)時要具體情況具體分析，雷電直接與反擊都有可能是該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。雷電繞擊與雷電直擊、反擊都不同，相比較而言，這種方式產(chǎn)生的電流小得多，大概在22～24kA，常常會引發(fā)絕緣閃絡(luò)的現(xiàn)象。雷電繞擊的特點主要有：輸電線路為單向故障、事故后導(dǎo)線上存在明顯的燒熔痕跡、部分跳閘問題等，這些特點下的故障往往都是雷電繞擊造成的。這種故障產(chǎn)生的電流一般與以下兩個因素有關(guān)，一是導(dǎo)線保護腳，一是塔高度，與前兩種情況相反，雷電流數(shù)值越小雷電繞擊故障出現(xiàn)了可能性越高。