輸電線路及變電站防雷保護措施淺析

邵帥 國網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，輸電線路由于雷擊造成的跳閘現(xiàn)象也在逐漸的增加，這種現(xiàn)象對線路設(shè)備的安全運行造成了非常嚴(yán)重的影響。高架輸電線路上的相關(guān)雷擊問題一直屬于安全供電的一個難點。因此，尋求更加有效的線路以及變電站防雷措施一直是供電公司員工們密切關(guān)注的一個話題。

一、因雷擊導(dǎo)致電力系統(tǒng)跳閘的因素

（一）線路桿塔的接地電阻值比較高

在一般情況下，如果雷擊檔距中避雷線的時候，空氣的間隙之間并不會出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象，當(dāng)雷電的電流向桿塔的兩邊傳播的時候，會產(chǎn)生比較強烈的電暈，到達桿塔的時候，幅值就已經(jīng)下降了許多，這時候，如果電阻值沒有那么高，就不會出現(xiàn)閃絡(luò)的情況。但是如果雷擊導(dǎo)致反擊過電壓，并且接地電阻值比較高，就會容易發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象，出現(xiàn)相間短路，從而使得電力系統(tǒng)跳閘[1]。

（二）消弧線圈設(shè)置不準(zhǔn)確

如果沒有將消弧線圈設(shè)置準(zhǔn)確，輸電線路就會出現(xiàn)短路的情況，那么消弧線圈就不能夠給予足夠的補償，從而導(dǎo)致跳閘。

二、輸電線路防雷的相關(guān)措施

（一）分流的措施

分流指的是在室外以及地面的所有電線之間進行并聯(lián)連接，這樣可以起到很好的避雷效果。當(dāng)直接雷電或者感應(yīng)雷電線路產(chǎn)生的相關(guān)過電壓波沿著這些導(dǎo)線進入到房間或者設(shè)備的時候，避雷器的電阻會出現(xiàn)下降，且會下降到一個非常低的值，進一步接近短路的狀態(tài)，這樣雷電流就可以達到分流的狀態(tài)。分流屬于現(xiàn)代防雷技術(shù)發(fā)展當(dāng)中的一項重點研究工作，可以更好的對各種各樣的電氣電子設(shè)備進行保護，屬于非常關(guān)鍵的措施。對雷電進行分流之后，一小部分仍然會沿著相應(yīng)的導(dǎo)線進入設(shè)備，這對于那些不耐高壓的微電子設(shè)備來講仍然非常的危險。因此，對于這類設(shè)備，應(yīng)該在電線進入外殼之前進行多級的分流[2]。

（二）屏蔽的措施

屏蔽指的是使用金屬網(wǎng)、箔、殼、管以及其他的一些導(dǎo)體對要保護的物體進行圍繞，這樣可以起到對雷電脈沖進行阻止，防止從太空中通過。屏蔽對雷電電磁脈沖的輻射，是一個非常有效的方法，可以防止對電子設(shè)備造成的影響。

（三）接地的措施

接地指的是為了防止已經(jīng)合并到防雷系統(tǒng)當(dāng)中的雷電泄漏到相應(yīng)的地面上面而采取的措施。比較良好的接地可以非常有效的對線上的電壓進行降低。在之前，一些法規(guī)要求將電子設(shè)備單獨的進行接地，以更好的防止雜散電流或者瞬態(tài)電流對設(shè)備的正常運行起到干擾作用。接地屬于防雷系統(tǒng)當(dāng)中一種最基本的環(huán)節(jié)。接地有很大的缺點，不能很好的對所有防雷措施進行發(fā)揮出來。在防雷設(shè)施的安裝以及驗收規(guī)范當(dāng)中，防雷接地屬于一種最基本的相關(guān)安全要求[3]。

三、變電站的雷電防護措施

（一）站內(nèi)避雷針

為使站內(nèi)露天電氣設(shè)備免受雷擊傷害，通常會在變電站內(nèi)特定位置處設(shè)計避雷針，并且與站內(nèi)接地網(wǎng)相連，在防雷性能上更加的高效，能夠?qū)⒗讚綦娏鲗?dǎo)入站內(nèi)接地網(wǎng)，使站內(nèi)電氣設(shè)備免受雷電干擾。

（二）雷電侵入波的防護

對變電站來說，不僅要預(yù)防站內(nèi)直擊雷，更要對雷電侵入波進行防護，這是因為站內(nèi)出線多為架空線，當(dāng)線路遭雷擊后會沿線侵入到站內(nèi)而造成設(shè)備損壞。常用的防雷措施有：

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，與站內(nèi)電氣設(shè)備相配合，盡可能的確保其避雷效果[4]。

2.進線段防護措施

所謂進線段，通常是指以變電站為中心兩千米范圍內(nèi)的線路部分。在進線段設(shè)置避雷線有助于雷電波電流峰值的有效抑制，提高站內(nèi)設(shè)備及線路的安全性。一旦雷電侵入波過大，超出避雷器耐受范圍，會使得站內(nèi)設(shè)備遭雷擊損壞。所以，在變電站進線段區(qū)域內(nèi)還要合理的布置避雷器設(shè)施。通常對于不同的輸電線路，因其所具備的絕緣及耐雷水平有一定的區(qū)別，其所采用的避雷器設(shè)備也有較大差異。既要保證避雷器設(shè)置的合理性，還要對雷電侵入波方起到限制作用。對于線路桿塔的布置要考慮到接地的電阻，可通過增大與土壤接觸而降低其雷擊電流回路的電阻。對于避雷器的規(guī)劃也要考慮到其類型的差異性，通過優(yōu)化避雷器材料，使其對雷電環(huán)境有更高適應(yīng)性。避雷的關(guān)鍵還在于電阻數(shù)值的降低，天氣變化及土壤特性均對避雷特性有影響，所以在避雷設(shè)施設(shè)計中要著重考慮天氣及土壤等因素，對變電站進線段避雷保護進行科學(xué)的規(guī)劃，充分發(fā)揮其對于站內(nèi)電氣設(shè)備的保護作用。

3.發(fā)揮斷路器保護功能

由于雷電發(fā)生頻率隨季節(jié)變化，而且多數(shù)雷電故障出現(xiàn)在雨季，這不僅與雨季雷電多發(fā)有關(guān)，還與斷路器性能會受到空氣濕度的影響有關(guān)。盡管基本所有斷路器具備較好的絕緣條件，然而在降雨來臨時多少會有影響，進而影響到斷路器安全性。所以，要做好變電站防雷保護，要充分考慮線路進線以及站內(nèi)斷路器的保護，在這過程中，間隙保護有更高的應(yīng)用效果，并且具有可調(diào)整和修復(fù)的特點[5]。

四、結(jié)束語

綜上所述，盡管輸電線路及變電站飽受雷電的干擾，嚴(yán)重影響供電安全及可靠，但通過系列技術(shù)性的防雷措施，能夠顯著改善其防雷性能，最大限度的降低雷電對電網(wǎng)帶來的破壞，實現(xiàn)電氣設(shè)備的有效保護。隨著防雷技術(shù)不斷發(fā)展，未來輸電線路及變電站防雷將會更加的高效，電網(wǎng)構(gòu)架也將更加的安全。