高壓輸電線路的絕緣配置以及防雷保護(hù)

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為保障我國(guó)的電力事業(yè)安全，加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的安全管理，對(duì)高壓輸電線路施行防雷保護(hù)具有重要的意義。對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行防雷保護(hù)并對(duì)其進(jìn)行絕緣配置，提高高壓輸電線路的絕緣保護(hù)，不僅可以減低對(duì)線路的檢修工作，還能降低雷電波沿高壓線路對(duì)變電站以及發(fā)電廠的危害，從而有效避免大范圍停電事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;電力;絕緣配置;防雷保護(hù)

一、雷擊過電壓的主要形式

當(dāng)雷云接近輸電線路時(shí)，會(huì)對(duì)線路放電，從而引起過電壓，這個(gè)過程被叫做雷擊過電壓。根據(jù)雷電壓形成過程的不同，可將其分為感應(yīng)雷過電壓等兩種不同的形式。

1.1感應(yīng)雷過電壓

當(dāng)雷云經(jīng)過高壓輸電線路附近時(shí)，由輸電線路的電磁感應(yīng)從而產(chǎn)生過電壓，此即感應(yīng)雷過電壓。雖然這種雷擊過電壓很常見，不過它對(duì)輸電線路造成的危險(xiǎn)較低，且通常只會(huì)對(duì)35KV以下的線路造成顯著危害。

1.2直擊雷過電壓

所謂的直擊雷過電壓就是指高壓輸電線路的導(dǎo)線、避雷線或者桿塔直接被雷電擊中時(shí)所產(chǎn)生的過電壓。雷電擊中導(dǎo)線、避雷線和桿塔的概率和危害都不相同。這三種情形的產(chǎn)生原理、環(huán)境也不相同。

1.2.1直擊輸電線路或桿塔

在這種情形下，雷電流會(huì)大幅度拉升塔頂對(duì)地電位。同時(shí)，塔頂與導(dǎo)線的電位差值也會(huì)大幅度提高，當(dāng)這種差值超過放電高壓的50%時(shí)，閃絡(luò)現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，塔頂至導(dǎo)線的連通性就會(huì)由于跳閘等而出現(xiàn)中斷。這種情形的雷擊被稱為反擊雷。

1.2.2直擊導(dǎo)線

這種情形的產(chǎn)生是由于雷電繞過避雷線或者導(dǎo)線并沒有安全避雷線。這種情況下，過電壓會(huì)直接進(jìn)入導(dǎo)線，危害較大。而該情況下的雷擊被稱為繞擊雷。

1.2.3直擊避雷線間隔中間

這種情形極為少見。而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，繞擊雷和反擊雷最為常見，且危害也最大。因?yàn)?，本文接下來的討論將圍繞這兩種情形而展開。

1.3輸電線路易擊區(qū)

統(tǒng)計(jì)和輸電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，高壓輸電線路遭受雷擊的情況在地理分布上比較集中，此即所謂的易擊區(qū)。這些易擊區(qū)主要包括山頂、風(fēng)口、河谷、峽谷、潮濕盆地、導(dǎo)電性礦物質(zhì)集中處、土壤電阻率較高的地帶等。在假設(shè)高壓輸電線路時(shí)，如果不能避開這些地段，則應(yīng)該提升防雷保護(hù)措施的等級(jí)。

二、防雷保護(hù)措施探討

2.1防雷保護(hù)的理論支持

一個(gè)地域是否需要強(qiáng)化防雷，應(yīng)先衡量抗雷擊優(yōu)劣的兩方面指標(biāo)，分別為輸電線路耐雷水平和線路區(qū)域雷擊跳閘概率。電力行業(yè)統(tǒng)一的雷擊跳閘率指的是在假設(shè)每年有40個(gè)雷電天氣的情況下，輸電線路每100公里每年所遭受的雷擊受害次數(shù)。而線路耐雷水平指的是雷電作用于線路引起絕緣子閃絡(luò)的時(shí)候雷電流臨界值?？偨Y(jié)得知防雷措施的關(guān)鍵兩方面即是提升輸電線路耐雷水平，并降低雷擊跳閘率。

2.2有效措施闡述

2.2.1安裝線路避雷器

隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今較多輸電線路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全線避雷線架設(shè)，即是在這種情況下仍不能完全避免雷擊，因此還可加裝線路避雷器，高壓線路遭雷擊，這時(shí)部分電流能從避雷器上再分流入鄰近桿塔或?qū)Ь€，這一過程中導(dǎo)線之間發(fā)生電磁感應(yīng)，避雷線、導(dǎo)線上進(jìn)而產(chǎn)生了耦合分量。由于經(jīng)過導(dǎo)線、避雷器分流的電流大幅度多于避雷線分流電流，此耦合作用需將導(dǎo)線電位拉高，桿塔或桿頂同導(dǎo)線之間電位差應(yīng)在線路絕緣串放電電壓的50%以下，則不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。

2.2.2導(dǎo)線同避雷線保護(hù)角上的改變

輸電線路架設(shè)好，安設(shè)避雷線時(shí)，從理論上來講應(yīng)盡量將導(dǎo)線、避雷線的保護(hù)角減小，這也是高壓線路防雷的基本保護(hù)措施，這種方式最直接的作用是預(yù)防大自然雷電直擊線路，同時(shí)還具有其他作用，如電流分流，桿塔入地的電流減少，使塔頂電位降低;屏蔽導(dǎo)線，導(dǎo)線對(duì)雷電電壓感應(yīng)自然減少;導(dǎo)線耦合使輸電線路絕緣子電壓量有所減少。實(shí)踐證明了避雷線在高壓線路抗雷擊里的重要作用，因此當(dāng)前國(guó)家明確規(guī)定電壓超出220kV的輸電線路都應(yīng)全線安設(shè)避雷線以降低雷擊跳閘發(fā)生率。

2.2.3投入資金安裝自動(dòng)-重合閘設(shè)備

高壓線路進(jìn)行電力輸送過程中遭受自然雷擊是不可避免的，為保證正常供電，應(yīng)降低電流過大導(dǎo)致跳閘事件的發(fā)生率，一些情況下也可人為控制。高壓輸電線路導(dǎo)線絕緣子有自我恢復(fù)的功能，較多線路遭受雷擊閃絡(luò)事故后，短時(shí)間跳閘可自動(dòng)修復(fù)消除，因此也可通過投入安裝自動(dòng)重合閘裝置來有效控制雷擊事故的危害性。

2.2.4使線路桿塔電阻降低

桿塔使高壓輸電線路遭受雷擊你的常見位置，與桿頂或塔頂電位密切相關(guān)的因素有大地土壤電阻率和其接地電阻，當(dāng)其接地電阻過大時(shí)，雷擊后桿頂或塔頂電位快速升高，線路進(jìn)而出現(xiàn)電流反擊。當(dāng)接地電阻滿足要求雷擊電流會(huì)接入土壤內(nèi)，不會(huì)對(duì)導(dǎo)線絕緣子造成破壞，以保障輸電線路的安全性。因此可以說大地土壤電阻率或桿塔電阻降低使線路耐雷水平得到提升的關(guān)鍵所在，也是預(yù)防反擊雷的有效措施。土壤電阻率因素上可以采取避開巖石、高山等地區(qū);地勢(shì)不可避免時(shí)調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)降低電阻;埋設(shè)深度增加、接地極延長(zhǎng);垂直接地極增加;每年監(jiān)測(cè)電阻，以便及時(shí)分析調(diào)整等措施來將接地組講到盡可能低的狀態(tài)。

2.2.5不斷提升輸電線路絕緣水平

預(yù)防或降低雷擊提升輸電線路絕緣水平是根本措施，需要著力加強(qiáng)的重要部位包括大跨越、高桿塔、雷擊遭受頻率高的桿塔地域等，可以增加絕緣子片數(shù)，亦可更換成為合成絕緣子，這些方法都可提升導(dǎo)線絕緣水平。

2.2.6不同高壓輸電線路采用具有針對(duì)性的絕緣方式

高壓輸電線路分級(jí)、形式各不相同，不如單雙回高壓輸電線路的區(qū)別，雙回線路應(yīng)在不同路段采取不平衡的絕緣方式，該類導(dǎo)線垂直排列，高桿塔，和同級(jí)別水平排列導(dǎo)線耐雷水平相比差得多，因此搭設(shè)施工過程中就應(yīng)采取有效預(yù)防措施，不平衡絕緣方式的理論依據(jù)是雙回路導(dǎo)線絕緣子片數(shù)存在差異性，當(dāng)線路遭受雷擊后片數(shù)較少的路段先閃絡(luò)，這時(shí)此段導(dǎo)線可作為地線使另一回路線耦合作用增加，這一回路導(dǎo)線耐雷水平隨之提升，進(jìn)而降低了雷擊跳閘率。

2.2.7架設(shè)耦合地線

在導(dǎo)線附近架設(shè)地線可強(qiáng)化導(dǎo)線同避雷線之間的耦合;另外也能增加雷擊后桿塔對(duì)鄰近桿塔的分流量，使跳閘率明顯降低。

三、結(jié)論

在高壓輸電線路中進(jìn)行絕緣配合、防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，既保障了我國(guó)電力系統(tǒng)中高壓輸電線路的安全，又降低了高壓輸電線路出現(xiàn)雷擊故障的幾率，可為我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展提供很好的安全基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介

洪峰（1989.5.27），性別：男;籍貫：泉州 惠安;民族：漢;學(xué)歷：碩士研究生;職稱：工程師;研究方向：電力線路