送電線路運(yùn)行中的防雷措施探討

摘要：隨著時(shí)代發(fā)展及電力需求的提升，供電企業(yè)安全生產(chǎn)也越來越受重視。對(duì)送電線路來說，雷擊跳閘對(duì)送電線路的可靠供電有著重要影響。因?yàn)槔纂娋邆鋸?fù)雜性、突發(fā)性及隨機(jī)性，供電企業(yè)應(yīng)聯(lián)合其他部門做好雷電探測(cè)，并做好相應(yīng)的防雷措施。

關(guān)鍵詞：送電線路;運(yùn)行;防雷措施

一、雷電對(duì)送電線路破壞的原理

高壓送電線路故障的最大自然因素之一是雷電。眾所周知，雷電活動(dòng)能產(chǎn)生熱電效應(yīng)和磁場(chǎng)效應(yīng)強(qiáng)度，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的機(jī)械損傷，在高壓送電線路暴露的荒野特別容易受到電磁輻射的影響，對(duì)我們而言造成了很大危害。當(dāng)前電子設(shè)備集成的電壓非常高，它們被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中。高度集成的電子設(shè)備受雷電電磁脈沖是非常敏感的。當(dāng)送電線路雷擊過后，電磁波會(huì)超載，由于集成電路的高靈敏度性，變電站運(yùn)行設(shè)備引線損壞感應(yīng)敏感器件，這就會(huì)使電源監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生跳閘，送電設(shè)備就會(huì)造成錯(cuò)誤操作。對(duì)現(xiàn)在變電站送電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大破壞。送電線路被雷擊也被稱為大氣的過壓，分為直接雷擊過壓和雷電感應(yīng)壓兩種類型。其原因是當(dāng)放電雷電產(chǎn)生過壓時(shí)，以放電線桿為載體，引線絕緣被擊穿。通過建立雷電放電通道，異構(gòu)電荷引起的電荷和地球交換引起的電荷在云中，所以它被雷電擊中接地的裝置還是完好的。當(dāng)送電線路雷電感應(yīng)電壓達(dá)到400kV，絕緣電壓值在35kV以下會(huì)造成很大的威脅，雷電對(duì)110kV及以上的線路絕緣并沒有多大的威脅。

二、送電線路的防雷措施

送電線路形成雷害事故一般經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：送電線路受雷電作用;送電線路出現(xiàn)閃絡(luò);送電線路由沖擊閃絡(luò)變成穩(wěn)定的電壓;線路跳閘，中斷供電。對(duì)于以上四個(gè)階段，送電線路采取防雷措施時(shí)，應(yīng)守好這四道防線，即防電擊、防閃絡(luò)、防建弧、防停電。

2.1 正確選擇絕緣配合

在送電線路中，絕緣配合要綜合考慮電氣設(shè)備所能承受的電壓、絕緣的耐受性和保護(hù)裝置的特性等，合理確定設(shè)備的絕緣水平，有效降低因?yàn)榻^緣造成的事故損失，使設(shè)備的維修及造價(jià)能夠保證效益最大化。選擇絕緣子串片數(shù)時(shí)，應(yīng)做到：有充足的破壞強(qiáng)度;對(duì)電氣有一定的絕緣強(qiáng)度;能夠承受過電壓;在特定情況下，0-2級(jí)污穢區(qū)域中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)瓷質(zhì)或玻璃絕緣子，3-4級(jí)應(yīng)用復(fù)合絕緣子。選擇塔頭絕緣時(shí)，主要由大氣狀態(tài)及絕緣子串與空氣間隙之間的放電電壓。這是因?yàn)殡妷菏芸諝饷芏群蜐穸鹊挠绊?，放電電壓?huì)由于空氣密度與濕度的增加而隨之升高。在80%以上濕度時(shí)，絕緣的表面會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象。

2.2 搭設(shè)避雷線

避雷線的架設(shè)是送電線路最基本有效的防雷措施。避雷線主要是避免雷直接擊打在導(dǎo)線上，同時(shí)還能：分離電流，降低桿塔流經(jīng)的雷電流，來減少塔頂?shù)碾娢?耦合導(dǎo)線，降低絕緣子電壓;屏蔽導(dǎo)線，減輕導(dǎo)線感應(yīng)過電壓。一般而言，線路的電壓越高避雷線的效果也會(huì)越好，同時(shí)避雷線的造價(jià)也會(huì)更少（通常不高于線路總造價(jià)10%）。因?yàn)橐?guī)程的規(guī)定，220kV及以上的電壓的送電線路要全線搭設(shè)避雷線，110kV的線路也應(yīng)搭設(shè)全線的避雷線。

為了使避雷線屏蔽導(dǎo)線的效果得到提升，確保雷電不繞過避雷線而直擊導(dǎo)線，應(yīng)降低繞擊率。避雷線應(yīng)設(shè)置20°-30°的邊導(dǎo)線保護(hù)角。220kV和330kV的雙避雷線保護(hù)角應(yīng)做到20°左右，而550kV和其以上的特高壓、超高壓線路的雙避雷線應(yīng)設(shè)立15°以下的保護(hù)角。

2.3 在線路上安裝避雷器

應(yīng)用高壓送電的線路避雷器。因?yàn)楸芾灼鞯陌惭b造成桿塔與導(dǎo)線之間的電位差高于避雷器電壓時(shí)，避雷器就會(huì)起到分流作用，確保絕緣子不出現(xiàn)閃絡(luò)。在雷擊跳閘頻繁的送電線路中進(jìn)行選擇性的安裝避雷器。線路避雷器主要有：（1）無間隙型。避雷器直接連接導(dǎo)線，它延續(xù)了電站型避雷器，具備可靠的吸收沖擊能量，沒有放電延時(shí)、串聯(lián)間隙在運(yùn)行過程中的電壓及操作電壓不動(dòng)作，避雷器處在完全不帶電狀態(tài)，清除電氣老化的問題;串聯(lián)間隙上下電極呈現(xiàn)垂直狀態(tài)，穩(wěn)定放電和極小分散性的優(yōu)點(diǎn)。（2）帶串聯(lián)間隙型，導(dǎo)線借助空氣間隙連接避雷器，在雷電流的作用下才經(jīng)受工頻電壓作用，具備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)及可靠性高等優(yōu)勢(shì)。通常應(yīng)用帶串聯(lián)間隙型，因?yàn)殚g隙具備隔離作用，避雷器不用承受運(yùn)行電壓，不用考慮長(zhǎng)期運(yùn)行電壓中出現(xiàn)的老化問題，且避雷器的故障不會(huì)影響線路正常運(yùn)行。

2.4 降低桿塔的接地電阻

桿塔的接地電阻加大的原因有：（1）接地體被腐蝕，尤其是山區(qū)中的酸性土壤或風(fēng)化土壤，很容易出現(xiàn)電化學(xué)和吸氧的腐蝕，容易被腐蝕的是接地引下線和水平接地體之間的連接點(diǎn)。（2）在山坡坡帶因?yàn)橛晁疀_刷造成水土流失而使線路與大地失去接觸。（3）外力的破壞，桿塔的接地體或接地引下線被盜及受外力破壞。送電線路接地電阻和耐雷水平成反比，結(jié)合桿塔土壤的電阻率真實(shí)情況，盡最大可能使桿塔接地電阻降低，這是最經(jīng)濟(jì)有效的提升線路耐雷水平的措施。

具體措施為：首先，重新測(cè)試線路測(cè)試中不合格的桿塔接地電阻，并對(duì)土壤中的電阻率進(jìn)行測(cè)試。其次，開挖檢查不合格的桿塔放射線，重現(xiàn)敷設(shè)并焊接桿塔接地線。然后，焊接已爛斷或沒有接地引線的桿塔裝置，并重新測(cè)試接地電阻，重新敷設(shè)不符合規(guī)定的桿塔。最后，對(duì)敷設(shè)接地電阻不合格桿塔應(yīng)用降阻模塊實(shí)行改造。

2.5 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作

應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)，能夠在送電線路受到雷擊過程中更好的確定故障地地點(diǎn)，來幫助工作人員及時(shí)的解決維修問題，同時(shí)減低工作強(qiáng)度及時(shí)間。及時(shí)恢復(fù)供電確保了送電線路的正常運(yùn)行。同時(shí)為分析雷電事故、雷電規(guī)律及特點(diǎn)等提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。為送電線路的防雷措施實(shí)施奠定良好開端及保證。

三、結(jié)束語(yǔ)

雷電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱磁效應(yīng)和強(qiáng)機(jī)械的破壞力，被廣泛應(yīng)用于電力調(diào)度系統(tǒng)的高度集成化電子設(shè)備遭受雷擊后，由于電子設(shè)備具有非常敏感的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生電磁波的超負(fù)荷力。介電強(qiáng)度降低與感應(yīng)電子設(shè)備被破壞，就會(huì)使得傳輸設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)制傳輸設(shè)備跳閘。自然原因已成為導(dǎo)致送電線路故障的主要因素，所以在傳輸線帶保護(hù)技術(shù)和策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然實(shí)施后接地電阻下降明顯，防雷效果顯著，但是，部分桿塔處于巖石地段，接地體改造施工困難，對(duì)此，下一步需優(yōu)化防雷方案，從增加新型防雷設(shè)備及手段，進(jìn)行進(jìn)一步研究，從而進(jìn)一步提高輸電線路線路的運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔征.北京地區(qū)送電線路防雷技術(shù)探討[D].北京：北京大學(xué)，2013.

[2]魏飛翔，馬驍旭，王國(guó)勝.三峽地區(qū)送電線路防雷措施探討[J].廣東電力，2014，01：61-67.

[3]阮羚，谷山強(qiáng)，李曉嵐，等.鄂西三峽地區(qū)220kV線路防雷技術(shù)與策略[J].高電壓技術(shù)，2012，01：157-166.

[4]崔征.北京地區(qū)送電線路防雷技術(shù)探討[D].北京：北京大學(xué)，2013.

[5]魏飛翔，馬驍旭，王國(guó)勝.三峽地區(qū)送電線路防雷措施探討[J].廣東電力，2014，01：61-67.

[6]阮羚，谷山強(qiáng)，李曉嵐，等.鄂西三峽地區(qū)220kV線路防雷技術(shù)與策略[J].高電壓技術(shù)，2012，01：157-166.

作者介紹：

季正偉（1980.08.18），性別：男;籍貫：山東省博興縣;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：工程師;職務(wù)：供配電設(shè)計(jì);研究方向：供配電、發(fā)輸電。