輸電線路雷電防護的現(xiàn)狀與分析

趙陽 楊洋菠

摘要：據(jù)統(tǒng)計，我國因雷擊引起的輸電線路跳閘事故約占40%-70%，特別是在雷電多發(fā)區(qū)、土壤電阻率高的地區(qū)和山區(qū)。此外，輸電線路的電壓水平越高，遭受雷擊的風(fēng)險越大。因此，如何有效地制定輸電線路防雷措施已成為保證電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行的重要工作之一。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷;現(xiàn)狀。分析研究

1線路防雷措施的決定因素

當(dāng)輸電線路遭受雷擊和閃絡(luò)時，自動重合閘裝置消除工頻連續(xù)電流并繼續(xù)運行。只有當(dāng)無法通過自動重合閘消除永久性故障時，線路才會停止運行。輸電線路采取何種防雷措施，主要取決于電力運行部門雷電事故的核方式。我國目前的評估是雷電閃絡(luò)率。世界上大多數(shù)國家，如歐洲、美國和日本，都評估雷擊的失敗率。因此，由于評估方法不同，我國防雷措施的出發(fā)點是盡量不讓線路雷擊閃絡(luò)，即采用“阻塞”法。我國雷擊后雖然采用自動重合閘裝置消除了閃絡(luò)故障，但在工頻電弧的作用下，絕緣子表面會發(fā)生燒蝕。因此，每次雷擊閃絡(luò)后，有必要派一名線路員尋找線路，以找到燒壞的絕緣子。但國外采用的是“疏浚式”方法，即允許線路發(fā)生雷擊閃絡(luò)，閃絡(luò)后可通過自動重合閘消除閃絡(luò)故障。由于工頻電弧一般與絕緣子平行引至保護間隙燃燒，絕緣子表面不會燒損，因此一般不需要巡線查找燒損的絕緣子。

2架空輸電線路的防雷措施

2.1設(shè)置避雷針

避雷針通常用于高壓等級的架空輸電線路，可有效避免雷電直接擊中架空輸電線路的導(dǎo)線，從而減弱過大沖擊電流對架空輸電線路的直接破壞。一般來說，架空輸電線路基本上都設(shè)有防雷線路，在超高壓或超高壓架空輸電線路上設(shè)置兩條防雷線路。該方法通過增加防雷線路的數(shù)量，提高了防雷線路的防雷能力。避雷線的保護角對架空輸電線路的防雷水平影響很大。我們需要調(diào)整避雷線的保護角度，以提高線路的防雷能力。在相同條件下，避雷線的保護角越小，架空輸電線路的防雷水平越高。減小避雷線的保護角可以大大降低輸電線路的雷擊繞組率，從而更好地防止雷擊故障。

2.2降低塔的接地電阻

降低桿塔接地電阻對防止雷擊具有重要意義。當(dāng)雷擊絕緣電阻高的架空輸電線路時，架空輸電線路的塔頂將形成更高的電位，絕緣子將承受更大的電壓，更容易發(fā)生故障。如果架空輸電線路上的絕緣子發(fā)生故障，將破壞電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。同時，在線路桿塔絕緣電阻低的情況下，雷擊桿塔時，桿塔頂電位較小，絕緣子承受的電壓較小，不易擊穿。降低絕緣電阻的方法有很多，如延長接地體的長度，增加接地體的埋深，使用新型石墨烯接地體，使用降阻劑，合理使用這些方法可以降低桿塔的接地電阻，提高架空輸電線路的防雷能力。

2.3調(diào)整絕緣子爬電距離

調(diào)整絕緣子爬電距離也可以對架空輸電線路起到一定的防雷作用。調(diào)整絕緣子爬電距離的方法是將絕緣子上的絕緣片數(shù)量增加到合理值;改變安裝在架空輸電線路上的絕緣子類型。在架空輸電線路中，不同類型的絕緣子對絕緣子爬電距離的調(diào)整效果不同，因此在調(diào)整前應(yīng)充分了解絕緣子的相關(guān)特性。通過合理調(diào)整絕緣子爬電距離，可以提高架空輸電線路的最大擊穿電壓和全線的防雷能力，從而提高架空輸電線路的絕緣能力。需要注意的是，架空輸電線路和變電站的絕緣容量應(yīng)基本相同，而架空輸電線路的防雷則采用這種方法實現(xiàn)。如果不達到這一條件，架空線路雷擊產(chǎn)生的電波可能會損壞變電站設(shè)備，進而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，架空輸電線路絕緣能力的提高應(yīng)保持在一個合理的范圍內(nèi)，否則會破壞電力系統(tǒng)各部件之間的平衡，這對電力系統(tǒng)的順利運行是非常不利的。

2.4安裝保護間隙

架空輸電線路的防雷不僅可以通過阻塞實現(xiàn)，還可以使用“溝道”防雷作為“阻塞”防雷措施的有力補充，如在架空輸電線路上裝配并聯(lián)保護間隙。絕緣子之間應(yīng)裝配平行間隙，以便雷擊架空輸電線路時產(chǎn)生的閃絡(luò)發(fā)生在平行間隙中，從而最大限度地減少雷擊對線路造成的損壞。組裝保護間隙時，確保架空輸電線路上絕緣子的長度大于開弧角。在此條件下，安裝保護間隙可以更好地起到疏導(dǎo)工頻電弧的作用，促進工頻電場的合理化。由此可見，增加保護間隙可以從另一方面更好地實現(xiàn)架空輸電線路的防雷，為輸電線路的防雷提供了新的思路。

2.5安裝可控放電避雷器

可控放電避雷針是安裝在輸電線路桿塔頂部的一種特殊結(jié)構(gòu)的避雷針裝置。通常安裝在500kV電壓等級的架空輸電線路上。當(dāng)雷擊架空輸電線路時，采用控制放電避雷針可以降低線路的繞線率，從而降低線路的雷擊跳閘率。當(dāng)可控放電避雷針安裝在地面附近電場強度較低時，雷云不會在地面避雷針保護區(qū)內(nèi)的地面物體范圍內(nèi)發(fā)生放電，可控放電避雷針針（通過行政拔罐、均壓環(huán)控制放電、可控儲能裝置）可控儲能裝置在儲存電場能量的雷云工況下，可控放電均壓環(huán)和主放電針處于同一電位和浮動狀態(tài)，與周圍大氣電位差小，電場強度t尖頭減小，幾乎不發(fā)生電暈放電，即保證小空間電荷的要求。通過分析架空輸電線路可控放電避雷器在雷擊時的動作過程，可以得出結(jié)論，該措施能有效地降低電暈放電雷電對輸電線路造成的損害，特別是在降低跳閘率和抑制電暈放電方面。

2.6安裝耦合接地電纜

耦合地線是降低線路反擊跳閘率的有效防雷措施。對于一些建成投產(chǎn)后經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的線路段，可采取在導(dǎo)線下設(shè)置地線的措施。在架空輸電線路的防雷過程中，耦合地線通常有兩種作用，一方面增加避雷針與導(dǎo)線之間的耦合效應(yīng)，降低絕緣子串上的電壓;另一方面，耦合地線也可以增加雷電電流的分流效應(yīng)。運行經(jīng)驗證明，耦合地線起著重要的作用這種良好的特性使耦合地線廣泛應(yīng)用于架空輸電線路的防雷保護中。

3結(jié)論

雷電活動是一種小概率事件，具有很強的隨機性，在確定輸電線路防雷措施時，應(yīng)充分考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運行方式、雷電活動特性的位置、地形和土壤電阻率等條件，基于調(diào)節(jié)M的原則。因地制宜，經(jīng)濟合理，適用于一種或多種防雷措施，提高輸電線路的防雷水平，降低雷電事故發(fā)生的概率。

參考文獻

[1]吳厚寬.電網(wǎng)輸電線路防雷方法研究[J].電子世界，2017（14）：159.

[2]儲晶，牛宇寧，萬伶.淺析電力系統(tǒng)的雷電防護[J].化工管理，2017（26）：273.

[3]王學(xué)鵬.架空輸電線路雷電在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].大連理工大學(xué)，2017.