輸電線路雷擊跳閘事故淺析及防雷事故措施的研究

廖方明

摘要：輸電線路運(yùn)行中會受到雷擊的影響，如果線路受到雷擊作用后易發(fā)生跳閘現(xiàn)象，供電的可靠性與連續(xù)性會受到影響。所以要結(jié)合輸電線路運(yùn)行的特點(diǎn)及故障特點(diǎn)采取相應(yīng)的防雷措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路;故障分析;雷擊跳閘;防雷措施

1 緒論

輸電線路由于覆蓋范圍大，需要跨越多種不同的區(qū)域。在雷擊多發(fā)區(qū)域，輸電線路易受到雷擊影響發(fā)生跳閘事故，輸電的可靠性與連續(xù)性因此會受到影響。因此有必要結(jié)合輸電線路雷擊跳閘事故的特點(diǎn)采取相應(yīng)的防雷措施，保護(hù)輸電線路以免發(fā)生損壞，將因雷擊產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失控制在最低水平。

2 輸電線路發(fā)生雷擊跳閘的原因

輸電線路發(fā)生雷擊跳閘事故與多種原因有關(guān)，要實現(xiàn)輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就要全面分析發(fā)生雷擊跳閘的作用原理，掌握規(guī)律，這樣才能保證輸電線路的穩(wěn)定。相關(guān)研究表明，雷擊跳閘主要與絕緣子產(chǎn)生的放電電壓有關(guān)，與發(fā)生雷擊后電流強(qiáng)弱有關(guān)，還和桿塔本身的接地阻值有關(guān)。因此對于輸電線路的檢修維護(hù)，要全面分析輸電線路引發(fā)雷擊跳閘的根本原因，針對事故的原因制定防雷措施。

雷擊發(fā)生的區(qū)域地形較為復(fù)雜，比如處于風(fēng)口或山谷等危險地帶，這些區(qū)域易受到了不良天氣的影響，由于區(qū)域環(huán)境的特殊性，雷擊的發(fā)生幾率較大。

輸電線路中的桿塔需要保證可靠的絕緣能力，如果絕緣數(shù)值降低易受到雷擊的影響。當(dāng)前由于技術(shù)的進(jìn)步，桿塔的絕緣效果有了很大幅度的提升，但是由于桿塔存在附屬設(shè)施如：桿塔標(biāo)志牌、防雷設(shè)施、防鳥設(shè)施等，如果這些設(shè)施的絕緣能力不足，桿塔易受到雷擊的作用，特別是絕緣能力薄弱部位受到雷擊后易發(fā)生跳閘。

雷擊還會易發(fā)生在地面標(biāo)高快速變化的區(qū)域或土壤本身阻值率較高的地帶。輸電線路如果位于地下，會受到腐蝕作用，線纜的絕緣性能會變差。如果有雷擊發(fā)生，產(chǎn)生的過電流不能快速分散流出，接地電阻會引發(fā)跳閘事故。另外，如果接地電阻的質(zhì)量難以保證也會引發(fā)絕緣閃絡(luò)，電阻負(fù)荷承載能力和雷擊發(fā)生的頻率有關(guān)。

避雷線位置也易發(fā)生雷擊，特別是存在保護(hù)角設(shè)計的大桿塔。由于避雷線本身的保護(hù)能力是在一定范圍內(nèi)的，如果超出了保護(hù)范圍，也會引發(fā)跳閘事故。保護(hù)角的應(yīng)用有利于防止輸電線受到雷電的作用，保護(hù)角的設(shè)備范圍與保護(hù)效果存在反比關(guān)系。在輸電線路的運(yùn)行中，由于多種原因的影響，防雷方面的保護(hù)作用會發(fā)生弱化，難以實現(xiàn)發(fā)生雷擊后對絕緣子串的保護(hù)，因此輸電線路在雷擊作用下會有繞擊發(fā)生，引發(fā)跳閘現(xiàn)象。

3 輸電線路防雷跳閘的主要措施

3.1 地線的架設(shè)

在架空輸電線路常的設(shè)計中，通常采用了另外架設(shè)地線的設(shè)計方式，這種方式的優(yōu)勢體現(xiàn)在有利于防止導(dǎo)線受到雷擊作用。發(fā)生雷擊后，塔頂積存在的雷電流會得到分流，塔頂部位的電位會得以降低，因此塔頭部位不同絕緣子串之間的間隙電壓會弱化，起到保護(hù)的作用。發(fā)生雷擊后，引發(fā)跳閘故障與地線的架設(shè)方式有關(guān)，和數(shù)量以及導(dǎo)線的保護(hù)區(qū)域有關(guān)。因此對于地線架設(shè)數(shù)量的設(shè)計要科學(xué)合理。從當(dāng)前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)與國外的專項研究來看：針對不同等級電壓，輸電線路的保護(hù)方式要加以選擇。

3.2 使用不平衡絕緣

當(dāng)前針對高壓架空輸電線路的設(shè)計中，雙回路是常用的方式，這類同桿塔架設(shè)的輸電線路體現(xiàn)出特殊性，借助傳統(tǒng)的防雷技術(shù)難以保證防雷效果，對這類問題可以應(yīng)用不平衡絕緣加以完善。這類技術(shù)的應(yīng)用有利于降低雙回路線路受到雷擊影響到后發(fā)生跳閘的幾率，有利于保證輸電線路的可靠性。此項措施的應(yīng)用條件是要在雙回路中設(shè)計中考慮到絕緣子串片的數(shù)量。在有雷擊發(fā)生時，回路的串片數(shù)量如果比較少，易有閃絡(luò)發(fā)生，閃絡(luò)發(fā)生后，導(dǎo)線要實現(xiàn)地線的功能，這種方式間接提升了另外導(dǎo)線回路發(fā)生的耦合作用，因此可以提升回路的抗雷效果，回路的持續(xù)供電可以繼續(xù)保證。

3.3 降低桿塔的接地電阻

在研究中發(fā)現(xiàn)最有效的防雷措施是輸電線路中接地裝置設(shè)施，是由兩部分組成接地線路以及接地體組成，接地線路是由電力設(shè)備以及接地體金屬線連接，接地體是直接與地面上的金屬體進(jìn)行連接。一般針對垂直距離較高的桿塔，要考慮到桿塔的接地電阻，數(shù)值可以調(diào)整到較低，這種方式的優(yōu)勢體現(xiàn)在有利于保證線路的耐雷效果，降低發(fā)生雷擊后跳閘的產(chǎn)生幾率，這種方式的應(yīng)用簡單，效果好。雷電發(fā)生后，電流具有特殊性，雷擊電流的作用與電流的幅值變化有關(guān)，在幅值大幅變化的條件下，要考慮雷電流的影響范圍，針對輸電線路要減少接地電阻。

3.4 高桿塔提升絕緣能力

一些輸電線路需要途徑特殊區(qū)域，桿塔的高度較高，但是桿塔在增加高度的同時會導(dǎo)致發(fā)生雷擊的幾率上升。針對桿塔高度較高的不利條件，為了防雷可以采用增加絕緣子串?dāng)?shù)量以降低影響。還可以采用增加塔頭距離的方式保證防雷效果。高桿塔的缺陷是輸電線易產(chǎn)生繞擊問題。在設(shè)計中，對于總高度超過50米桿的塔可以采用避雷線的方式以及塔高在增加的同時，也要增加絕緣子串的數(shù)量。

3.5 加裝避雷器

針對輸電線路的保護(hù)還可以采用加裝避雷器的方式，發(fā)生雷擊后，雷電流會借助避雷器發(fā)生分流，雷電流經(jīng)過避雷線可以流入附近的桿塔，電流經(jīng)過塔體后可以從地下流走。如果雷電流數(shù)值超過了額定負(fù)荷，避雷器實現(xiàn)了分流現(xiàn)象，雷電流流入到避雷線后，經(jīng)過導(dǎo)線后，在導(dǎo)線間會產(chǎn)生電磁感應(yīng)作用，導(dǎo)線與避雷線會存在耦合分量的影響。分流的耦合作用會導(dǎo)致導(dǎo)線電位提升，電位差會低于閃絡(luò)電壓，從而避免了閃絡(luò)現(xiàn)象的影響。

4 結(jié)語

在我國保證電力正常工作的重要設(shè)施就是輸電線路的正常運(yùn)作，輸電線路在人民正常的生活中發(fā)揮著重要的作用。輸電線路途徑雷雨多發(fā)的區(qū)域，易受到雷電的作用，引發(fā)跳閘事故。因此有必要分析雷擊跳閘產(chǎn)生的原因。針對原因?qū)旊娋€路要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止發(fā)生雷電后線路引發(fā)跳閘問題。輸電線路的防雷措施要考慮到所在區(qū)域的實際，防雷措施要有針對性，要實現(xiàn)綜合防雷，以控制輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生。

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