吳金洪

（四川省內(nèi)江電業(yè)局安全監(jiān)察部，四川 內(nèi)江 641000）

根據(jù)過電壓形成的物理過程，雷電過電壓可以分為兩種。一是直擊雷過電壓。它是雷電直接擊中桿塔、避雷線或?qū)Ь€引起的線路過電壓。二是感應雷過電壓。它是在雷擊線路附近大地，由于電磁感應在導線上產(chǎn)生的過電壓。運行經(jīng)驗表明.直擊雷過電壓對電力系統(tǒng)的危害最大，感應雷過電壓只對35kV及其以下的線路有威脅。

按照雷擊線路部位的不同，直擊雷過電壓又分為兩種情況。一種是雷擊線路桿塔或避雷線時，雷電流通過雷擊點阻抗使該點對地電位大大升高。當雷擊點與導線之間的電位差超過線路絕緣的沖擊放電電壓時，會對導線發(fā)生閃絡，使導線出現(xiàn)過電壓。因為這時桿塔或避雷線的電位(絕對值)反而高于導線，故通常稱為反擊。另一種是雷電直接擊中導線(無避雷線時)或繞過避雷線(屏蔽失效)擊中導線，直接在導線上引起過電壓，后者通常稱為繞擊。

雷擊線路可能導致兩種破壞性后果。一是使線路發(fā)生短路接地故障。雷電過電壓的作用時間雖然很短 (數(shù)十微秒)，但導線對地(避雷線或桿塔)發(fā)生閃絡以后，工頗電壓將沿此閃絡通道繼續(xù)放電。進而發(fā)展成為工繃電弧接地。此時繼電保護裝置將會動作，使斷路器跳閘，影響線路正常送電。二是形成沿輸電線路侵人變電站的雷電波，在變電站內(nèi)產(chǎn)生復雜的折反射過程，可能使電力設備承受很高的過電壓，以致設備絕緣破壞，造成停電事故。

輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用耐雷水平和雷擊跳閘率這兩個指標來衡量。耐雷水平是指線路遭受雷擊時所能耐受的不致引起絕緣閃絡的最大雷電流幅值 (單位為kA)。耐需水平越高，線路的防雷性能越好，雷擊跳閘率是指在折算至年雷電日數(shù)為40的標準條件下，每百千米線路拜年因雷擊引起的線路跳閘次數(shù)，單位為：次/百千米·年。擊跳閘率是衡量線路防雷性能的綜合性指標。

1 雷電過電壓種類

1.1 感應過電壓

在雷云對地放電過程中，放電通道周圍的空間電磁場將發(fā)生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線，由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來，這就是感應過電壓。感應過電壓包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。

由于感應過電壓對各相導線來說基本相同，所以不會發(fā)生相間閃絡。又由于感應過電壓是因電磁感應而產(chǎn)生的，其極性與雷云電荷，即與雷電流的極性正相反.因而絕大部分感應過電壓是正極性的，這一點與直擊雷過電壓不同。另外，感應過電壓的波形較直擊雷過電壓更平緩，波頭由幾微秒至幾十微秒，波尾則可達數(shù)百微秒。避甫線由于對導線有屏蔽作用，因而能降低導線卜的感應過電壓幅值。避雷線與導線間的輛合系數(shù)越大，導線上的感應過電壓就越低。

1.2 雷擊導線過電壓

無避雷線的線路，當雷閃放電過分靠近線路時，發(fā)生的就不是雷擊地面的感應過電壓，而是雷電直擊導線的過電壓。在我國110kV及其以上線路一般都架有避雷線，以免導線直接遭受雷擊，但由于各種偶然因素的影響，仍有可能發(fā)生避雷線屏蔽失效.雷電繞過避雷線而擊中導線的情況，通常稱繞擊。

1.3 雷擊塔頂過電壓

雷擊塔頂 (包括雷擊塔頂附近的避宙線)時，桿塔電感與接地電阻的存在將使塔頂電位瞬時升高，其電位絕對值甚至大大超過導線電位，引起絕緣子串閃絡，即反擊，造成線路跳閘，同時在線路上形成向線路兩側(cè)傳播的過電壓波，過電壓波侵人發(fā)電廠、變電站。

2 防雷保護措施

2.1 選擇典型的防雷保護接線

防止35kV線路直擊雷和進行波最有效的方法是架設避雷線。但因雷擊避雷線時，避雷線上產(chǎn)生的電位相當高，35kV線路的絕緣水平承受不了這個高電壓，容易造成反擊，同樣會引起線路跳閘，同時避雷線線路造價又高，因此，35kV線路只在變電所進——出線段，根據(jù)變壓器容量，架設1～2公里避雷線，以限制流進避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度。但變電所的閥型避雷器不允許通過太大的雷電流，一般不應超過5kA，再則通過閥型避雷器的雷電陡度也不允許太大，陡度太大亦即電壓上升速度太快，會使避雷器來不及放電，使避雷器沖擊電壓提高，從而作用在被保護物的電壓也提高了，這就容易破壞設備的絕緣。為了降低侵入波的峰值和陡度，35kV線路除架設避雷線外，限制侵入波峰值的辦法是在避雷線兩端桿塔上還加裝管型避雷器或保護間隙。

2.2 35kV線路防雷保護的設計要求

2.2.1 降低避雷線桿塔的接地電阻

帶架空地線的桿塔，避雷線要可靠接地。降低避雷線桿接地電阻R是提高線路耐雷水平反擊的有效措施。桿塔的接地裝置，可用φ-10圓鋼用方環(huán)型另加幅射方式布置，埋深不小于0.7m。水泥桿避雷線接地引下線，一般用GJ-35平方鋼絞線與接地裝置相連，不可用預應力水泥桿內(nèi)的配筋作為接地引下線。設計允許的留有接地孔螺栓的水泥桿非預應力配筋，可作為接地引下線。

2.2.2 提高線路絕緣水平采用不平衡絕緣方式

35kV系統(tǒng)屬于中性點不接地系統(tǒng)，線路受雷擊引起大氣過電壓，多數(shù)引起單相閃烙接地，而不會引起開關跳閘，只有引起兩相絕緣子閃烙后，形成弧光接地短路，才能引起線路開關跳閘。因此只要加強線路絕緣水平，就不會引起開關跳閘，因此最好選用免維護的35kV硅膠絕緣子串。

在無避雷線地段，其桿型為上字型三角排列的直線桿塔，中相安裝三片XP-7型懸式絕緣子，而兩邊相安裝4片XP-7型絕緣子，造成絕緣差異。當線路受雷擊過電壓時，中相絕緣較低，先閃烙放電接地，閃烙后的中相導線相當于一條接地線，增加另外兩邊線的耦合作用，使之邊相不再發(fā)生絕緣閃烙，就不會引起弧光短路使線路開關跳閘。

2.2.3 桿塔上安裝少一長針金屬消雷器

在山腳下，河邊無避雷線的桿塔，因土壤電阻率較高，最容易受直擊雷。在桿塔頂部安裝少—長針金屬消雷器可以使桿塔免受直擊雷的危害。對直線單桿安裝一付，雙桿安裝兩付，并用GJ-35鋼絞線可靠接地，接地電阻值不超過表1值。少一長針消雷器：長針用φ14×2000（mm）圓鋼五根，針尖錐度越尖越好，均勻水平排列焊接在 250×5×3000（mm）角鋼上，用Φ18U型抱箍固定在桿頂上。

近幾年，在易受雷擊的桿塔上，中相安裝35kV氧化鋅避雷器，也能起到防雷作用。

2.2.4 35kV線路采用自動重合閘裝置

前幾種防雷保護，只對較小雷電流有效，對特大雷電流還是無能為力的，為此35kV線路采用自動重合閘作為補救措施。當線路受到雷擊引起相間短路，保護動作使開關跳閘，經(jīng)一段時限，自動重合閘使開關重新合閘。如果故障消除，線路可恢復供電，否則由保護再次使開關跳閘。運行經(jīng)驗表明，線路受雷擊在電弧熄滅后，其電氣強度一般都能很快恢復，因此采用自動重合閘時，有60～75%的雷擊跳閘事故都能重合成功恢復供電，這對保證安全供電起很大作用。

結(jié)束語

雷擊發(fā)生在架空線路附近，或擊在避雷針上會產(chǎn)生強大的交變電磁場，此交變電磁場的能量將感應于線路并作用到設備上，對用電設備造成極大危害。架空線路的施工應在滿足有關規(guī)范、規(guī)定要求的條件同時.要高度注意防雷保護技術(shù)的應用，盡可能的減少人民生命財產(chǎn)的損失。

[1]李祥超，防雷工程設計與實踐.2010.

[2]建設部干部學院主編.工程電氣設備安裝調(diào)試工.2009.

[3]應偉國，架空線路狀態(tài)運行檢修技術(shù)問答.2009.