高壓輸電線路的綜合防雷措施分析

嚴(yán)肅

（西寧寧光工程咨詢有限公司，西寧 530000）

1 引言

隨著我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，輸電線路的復(fù)雜程度在逐漸提高，其在運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，尤其是雷擊問(wèn)題，電力企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路雷擊問(wèn)題的研究，制訂綜合防雷措施，降低輸電線路出現(xiàn)故障的概率。

2 雷電對(duì)高壓輸電線路的影響

雷電是伴隨著強(qiáng)對(duì)流過(guò)程發(fā)生的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，具有發(fā)生頻次多、范圍廣、危害嚴(yán)重、社會(huì)影響大等特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅著電力的安全生產(chǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，雷擊引起的輸電線路跳閘事件頻繁發(fā)生，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅，尤其是在山區(qū)、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊輸電線路引起的事故率更高。隨著對(duì)操作過(guò)電壓的深入研究，以及保護(hù)設(shè)備性能的提高和保護(hù)措施的不斷完善，操作過(guò)電壓水平已降至安全水平以下，雷害已成為影響高壓輸電線路安全運(yùn)行的主要因素。雷電對(duì)高壓輸電線路的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 直擊雷的影響

直擊雷指的是，在沒(méi)有采取相應(yīng)的防雷措施或防雷措施不到位的情況下，雷電會(huì)直接對(duì)高壓輸電線路產(chǎn)生電擊，雷擊會(huì)對(duì)高壓輸電線路產(chǎn)生較大的危害。例如，雷電直接擊中桿塔后，會(huì)引起很高的過(guò)電壓，稱之為雷電過(guò)電壓，這種過(guò)電壓沿導(dǎo)線最終侵入變電站設(shè)備內(nèi)部，使整條輸電線路無(wú)法正常運(yùn)行，影響局部地區(qū)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

2.2 感應(yīng)雷的影響

雷云經(jīng)過(guò)高壓輸電線路所在區(qū)域時(shí)會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，進(jìn)而形成電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)高壓輸電線路造成危害。但是，通常情況下，對(duì)于 35kV 以下的線路的危害較大，而對(duì)于高壓輸電線路的危害則較小。

2.3 雷電沖擊波的影響

雷電沖擊波和直擊雷以及感應(yīng)雷相比較，具有一定的突發(fā)性，高壓輸電線路一旦遭遇雷電沖擊波，會(huì)產(chǎn)生使其無(wú)法承受的高壓，進(jìn)而對(duì)輸電線路造成較為嚴(yán)重的沖擊和破壞，引發(fā)輸電線路故障問(wèn)題，最終導(dǎo)致高壓輸電線路無(wú)法正常運(yùn)行[1]。

3 我國(guó)高壓輸電線路防雷工作中的問(wèn)題

3.1 選用的絕緣子不合理

我國(guó)電力企業(yè)在高壓輸電線路防雷工作中，存在的主要問(wèn)題是絕緣子的不合理選用。較為常見(jiàn)的是絕緣子結(jié)構(gòu)高度不能滿足正常運(yùn)行時(shí)雷電過(guò)電壓間隙，這類問(wèn)題主要發(fā)生在建設(shè)時(shí)間較早的老舊輸電線路中，由于老舊線路耐雷水平低，這類線路在平時(shí)運(yùn)行時(shí)無(wú)故障，一旦發(fā)生雷擊，線路將立刻發(fā)生停電事故，尤其在雷電高發(fā)區(qū)，這類事故發(fā)生更加頻繁，存在較多的安全隱患，威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 接地裝置的腐蝕問(wèn)題

為了提高輸電線路的安全性，我國(guó)電力企業(yè)通常會(huì)設(shè)置接地裝置，但是，接地裝置在實(shí)際使用過(guò)程中極易出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。例如，地網(wǎng)的腐蝕問(wèn)題以及地網(wǎng)降阻時(shí)造成的接地裝置腐蝕問(wèn)題。具體解釋為：在高壓輸電區(qū)域范圍內(nèi)，一旦采用的接地裝置的降阻劑達(dá)到一定的比例，隨著使用時(shí)間的推移，接地裝置會(huì)出現(xiàn)較大規(guī)模的腐蝕現(xiàn)象，根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料顯示，在使用 3～5年以后，接地裝置甚至?xí)霈F(xiàn)由于生銹而導(dǎo)致的斷裂現(xiàn)象，且地網(wǎng)腐蝕程度都較為嚴(yán)重。

3.3 地線的問(wèn)題

隨著雷害天氣的增多以及電力建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，老舊線路的防雷措施已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)行的運(yùn)行要求，從而引發(fā)的雷擊事故也逐漸增多。主要原因包括：（1）線路保護(hù)角不滿足現(xiàn)行規(guī)范。地線的架設(shè)角度對(duì)架空導(dǎo)線的保護(hù)作用有較大的影響，如果架設(shè)的角度過(guò)大，會(huì)降低架空地線的防繞性；如果架設(shè)的角度偏小，也會(huì)影響其作用的發(fā)揮。按照 GB 50545—2010《110～750kV 架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，不同輸電線路應(yīng)滿足以下要求：對(duì)于單回路，330kV 及以下線路的保護(hù)角不宜大于 15°，500～750kV 線路的保護(hù)角不大于 10°；對(duì)于同塔雙回及多回路，110kV 線路的保護(hù)角不宜大于 10°，220kV及以上線路的保護(hù)角均不宜大于 0°；單地線線路不宜大于25°；重覆冰線路的保護(hù)角可適當(dāng)加大。（2）對(duì)于雷害頻繁發(fā)生的地區(qū)，可在該區(qū)段的線路桿塔上加裝線路避雷器，尤其是對(duì)于單地線輸電線路或沒(méi)有地線的輸電線路，可作為局部區(qū)域的防雷措施之一。（3）在重污穢地區(qū)，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，地線本身也易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，從而降低其防雷效用[2]。

4 高壓輸電線路的綜合防雷措施

4.1 高壓輸電線路的防雷措施

隨著我國(guó)高壓輸電線路工程技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)高壓輸電線路的防雷工作也提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，這就需要電力企業(yè)采取綜合有效的防雷措施，具體可以從以下5個(gè)方面入手：（1）降低塔桿的高度和塔頂?shù)碾娢?，進(jìn)而降低實(shí)際接電電阻，提高輸電線路的防雷水平；（2）不斷提高高壓輸電線路的絕緣配合水平，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)輸電線路的絕緣保護(hù)；（3）調(diào)整保護(hù)間隙，通過(guò)利用電弧閃絡(luò)加強(qiáng)對(duì)絕緣子的保護(hù)，進(jìn)而避免輸電線路被雷電擊中；（4）增設(shè)防雷裝置，如避雷針等，提高輸電線路的防雷屏蔽能力；（5）在重污穢和重腐蝕地區(qū)選用新型耐腐蝕的地線，以提高地線使用年限，延長(zhǎng)防雷效果。

4.2 加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的有效監(jiān)控

電力企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的有效監(jiān)控：（1）加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的負(fù)重檢測(cè)，主要包含對(duì)惡劣天氣下的輸電線路的檢測(cè)，避免出現(xiàn)由于高壓輸電線路負(fù)載過(guò)重而導(dǎo)致的故障現(xiàn)象；（2）加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的弧擺以及風(fēng)擺的監(jiān)控，降低風(fēng)力和風(fēng)向?qū)旊娋€路的影響；（3）加強(qiáng)對(duì)絕緣子泄漏電流的監(jiān)控，檢查絕緣子的性能，保證其充分發(fā)揮作用；（4）加強(qiáng)對(duì)雷擊的導(dǎo)線位置的監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)后續(xù)的重復(fù)排查工作，提高防雷工作的效率；（5）加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路塔桿線路的監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)人為破壞。

4.3 加強(qiáng)高壓輸電線路檢修工作

加強(qiáng)高壓輸電線路檢修工作，可以采取以下措施：（1）對(duì)雷害故障發(fā)生較為頻繁的地區(qū)，采取常態(tài)化監(jiān)測(cè)，對(duì)頻繁發(fā)生雷擊的桿塔采取針對(duì)性的防雷措施；（2）加強(qiáng)常態(tài)化的運(yùn)維檢修工作，在日常運(yùn)維檢修過(guò)程中對(duì)線路產(chǎn)生的問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)，早排除；（3）加強(qiáng)對(duì)帶電工作的推廣，從而促進(jìn)帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)度[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性直接影響著整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。電力企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路防雷工作的重視，研究綜合防雷措施，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。