論輸電線路防雷保護(hù)及新方式

關(guān)鑫

摘要：近年來，在我國(guó)廣大地區(qū)，配網(wǎng)線路防雷性能薄弱，配電線路接線形式多樣，線路地處環(huán)境復(fù)雜，針對(duì)不同外界環(huán)境、桿塔結(jié)構(gòu)等條件下的配電線路防雷措施技術(shù)水平參差不齊。隨著防雷設(shè)備廠家的技術(shù)進(jìn)步，防雷裝置的種類和安裝方式也多種多樣，各種防雷措施缺乏針對(duì)性及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的 合理評(píng)價(jià)，其雷電防護(hù)效果并未得到充分發(fā)揮，雷擊引起的線路跳閘事故日漸增多。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷保護(hù);新方式

引言

在電網(wǎng)運(yùn)行中，雷電是導(dǎo)致電網(wǎng)故障主要自然因素，而且輸電線路有著較長(zhǎng)里程，作為電力空中運(yùn)輸通道，更易因雷擊而觸發(fā)保護(hù)跳閘，嚴(yán)重破壞供電可靠性，同時(shí)變電站內(nèi)設(shè)備也會(huì)受到雷電的損害，因此，供電企業(yè)應(yīng)意識(shí)到防雷防護(hù)的重要性，有效降低雷電對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行安全的影響。

1自然界雷電概述

雷電是自然界常見的集聲、光、電為一體的現(xiàn)象，往往伴有閃電和雷鳴而出現(xiàn)，對(duì)人類的活動(dòng)有重大影響，能夠產(chǎn)生有機(jī)物質(zhì)孕育農(nóng)作物，還可以補(bǔ)充大氣中電離層的電荷，防止太陽和宇宙中的射線進(jìn)入地球表面，但是雷電也是導(dǎo)致高壓輸配電線路故障的重要因素。當(dāng)輸配電線路被雷電擊中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生泄入大地的雷電流，引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，從而影響輸配電線路的正常運(yùn)行。雷電作為一種特殊電脈沖波，產(chǎn)生時(shí)會(huì)伴隨著強(qiáng)大的脈沖磁場(chǎng)，其中直擊雷和感應(yīng)雷這兩種雷電形式對(duì)輸配電線路的危害尤為嚴(yán)重。直擊雷能夠在很短的時(shí)間內(nèi)放出大量的電荷，會(huì)對(duì)設(shè)施和設(shè)備造成直接破壞，破壞能力十分巨大。而感應(yīng)雷分為電磁感應(yīng)雷和靜電感應(yīng)雷，雷電放電時(shí)，雷電流在附近空間中劇烈變化而產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)可以引起電磁感應(yīng)雷，若不能及時(shí)引入地下，極可能發(fā)生安全事故;架空線路的導(dǎo)線被積云所感應(yīng)上大量電荷生成靜電感應(yīng)雷，使電壓倍增，影響輸配電線路。

2輸電線路防雷保護(hù)及新方式

2.1合理配置避雷器

為降低線路雷電侵入波的影響，避雷器是最為常見的措施，可顯著提高站內(nèi)設(shè)備抗雷電干擾的能力，然而其對(duì)于安裝環(huán)境有要求，要嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)電力設(shè)施安裝規(guī)定進(jìn)行布置，起到分?jǐn)偫纂姏_擊電流的作用。避雷器經(jīng)多年發(fā)展也有很大改善，從最先的閥型避雷器到氧化物避雷器，抗雷擊性能得到顯著的改善，并且氧化物避雷器已逐漸普及，但也要注意避雷器設(shè)備的合理規(guī)劃和安裝設(shè)計(jì)，與站內(nèi)電氣設(shè)備相配合，盡可能的確保其避雷效果。

2.2提高設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管控能力

供電企業(yè)要提高對(duì)變電運(yùn)行故障的重視，切實(shí)提高對(duì)變配電設(shè)備的管控能力，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維，特別關(guān)注故障頻發(fā)設(shè)備。還要引入設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制，對(duì)于潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)要提早預(yù)防。同時(shí)，應(yīng)重視設(shè)備運(yùn)維人員素質(zhì)提升，加強(qiáng)新設(shè)備學(xué)習(xí)，強(qiáng)化業(yè)務(wù)培訓(xùn)，這樣才能使變電運(yùn)行有更安全的保障。

2.3降低接地電阻防雷

降低接地電阻是對(duì)輸配電線路桿塔非常有效的一種防雷方式，能夠以非常有效的方式降低桿塔頂部的電位。當(dāng)雷直擊桿塔時(shí)，不會(huì)因?yàn)闂U塔塔頂電位太高造成輸配電線路的絕緣子被擊穿而引起過電壓跳閘故障。因此線路的接地電阻的大小間接反映了輸配電線路的防雷能力。一般降低接地電阻的方法有三種：采用降阻劑、采用爆破接地技術(shù)和增大接地面積，其中降阻劑雖然呈偏堿性能夠很好的保護(hù)接地體，但是還是會(huì)一定程度上腐蝕接地電阻，因此只能適用于短時(shí)間使用。想要長(zhǎng)期降低接地電阻，現(xiàn)在常使用后兩種方法。采用爆破接地技術(shù)進(jìn)行防雷，主要是改良土壤，向爆破后的土壤里加入降電阻率材料，從而降低接地土壤的電阻率達(dá)到降低接地電阻的效果，提高防雷能力。而增加接地面積是最常用的降低接地電阻的措施，接地面積越大而接地電阻就越小，但是接地面積越大，所采用的接地材料也越多，因此耗財(cái)也更多，但是這種措施能夠滿足長(zhǎng)期使用，后期維護(hù)也更容易。

2.4提升配電設(shè)備的防雷質(zhì)量

變壓器的防雷保護(hù)工作可通過將低壓避雷器安裝在低壓位置，實(shí)現(xiàn)和高壓側(cè)避雷器、低壓側(cè)中性點(diǎn)、變壓器外殼等設(shè)施的接地工作。一般的接地電阻值大小為容量100kVA范圍，而接地電阻值要嚴(yán)格控制在4Ω范圍內(nèi)。針對(duì)柱上開關(guān)的防雷保護(hù)工作，可通過在開關(guān)、刀閘兩側(cè)實(shí)現(xiàn)避雷器的安裝，從而提高防雷質(zhì)量。針對(duì)電纜分支箱的防雷保護(hù)工作，可通過抑制感應(yīng)雷過電壓來避免被雷電擊中的風(fēng)險(xiǎn)。目前，這種防雷措施比較適用于10kV電纜化的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)。常見的處理方法是采用避雷器，還要注意嚴(yán)格選擇避雷器保護(hù)點(diǎn)的工作范圍。第一，在環(huán)網(wǎng)回路的所有單元中都必須嚴(yán)格安裝避雷器，因?yàn)樵撐恢玫谋芾灼鲾?shù)量較多，受局限性影響，不僅不利于造價(jià)控制，也在一定程度上影響系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。第二，趨于選擇性地在環(huán)網(wǎng)單元中安裝避雷器。這一環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況選擇合理的避雷器安裝措施。一旦在環(huán)網(wǎng)回路中存在一段架空線路，此時(shí)要將避雷器安裝在架空線路兩側(cè)位置的環(huán)網(wǎng)單元中。無間隙金屬氧化物避雷器的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在免維護(hù)，且具有防爆脫離的性能，是目前技術(shù)指征較理想的避雷器。

2.5采用絕緣避雷線防雷

安裝避雷線是防雷措施中對(duì)抗雷擊的直接有效的一種措施，因?yàn)楸芾拙€一般直接接地，能夠有效保護(hù)輸配電線路不被雷直擊中，除此之外還能夠有效降低雷擊產(chǎn)生的過電壓，就算是被雷直擊中也不用擔(dān)心雷擊產(chǎn)生的過電壓會(huì)造成跳閘故障。避雷線與輸配電線路還具有耦合作用，因此還能夠增大耦合系數(shù)確保輸配電線路的耦合作用，達(dá)到防雷效果。除常見的避雷線防雷措施，還有種避雷線通過絕緣子串再與輸配電線路相連接，達(dá)到避雷線絕緣，從而更加有效的保障了輸配電線路的正常運(yùn)行。一般情況下，普通避雷線到三相導(dǎo)線的距離是不一樣的，因此產(chǎn)生的互感也就不一樣，若避雷線直接接地，互感產(chǎn)生的電流就會(huì)直接進(jìn)入大地造成電能損耗;若將避雷線通過絕緣子串與大地保持一種相對(duì)的絕緣狀態(tài)，此時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會(huì)產(chǎn)生能耗或能耗較小。

2.6變電站進(jìn)線段保護(hù)

變電站進(jìn)線段保護(hù)的目的是防止進(jìn)入變電站的架空線路在近處遭受直接雷擊，并對(duì)由遠(yuǎn)方輸入的雷電波通過避雷器或電纜線路、串聯(lián)電抗器等將其過電壓數(shù)值限制到一個(gè)對(duì)電氣設(shè)備沒有危險(xiǎn)的較小數(shù)值。對(duì)于變電站來說，凡正常處于分閘狀態(tài)的高壓進(jìn)出線，必須在斷路器的斷口外側(cè)加裝避雷器或保護(hù)間隙。而對(duì)于配電線路，如果線路上有正常處于分閘狀態(tài)的分段開關(guān)，在開關(guān)兩側(cè)也都應(yīng)裝設(shè)避雷器或防雷間隙。如果進(jìn)線電纜段不超過50m，則電纜末端可不裝避雷器;進(jìn)線電纜段超過50m，且進(jìn)線電纜段的斷路器在雷季經(jīng)常斷路運(yùn)行，則電纜末端應(yīng)經(jīng)保護(hù)器或保護(hù)間隙接地。連接進(jìn)線電纜段的1km架空線路也應(yīng)裝設(shè)避雷線。

結(jié)語

隨著科技發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量越來越大，電能已經(jīng)成為不可缺少的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。在電力輸送過程中，如何防雷顯得十分重要，防雷擊新技術(shù)的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，線路防雷的保護(hù)措施會(huì)越來越多。在實(shí)際應(yīng)用中，輸電線路的防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要因地制宜，根據(jù)不同區(qū)域的地形地貌和氣候特點(diǎn)，合理地選擇防雷保護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

[1]陳金保，孫文朋.無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2015，（29）：66-67.

[2]楊明軍，黃乘順.現(xiàn)代無線通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及未來前景展望[J].農(nóng)家參謀，2019，（21）：72.

[3]柳岸.無線通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017，（40）：158.