高登軍

內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020

輸電線路防雷技術(shù)研究

高登軍

內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020

雷害事故的頻發(fā)性直接影響著輸電線路的安全性，進(jìn)而制約著供電的持續(xù)性，因此，輸電線路防雷的重要性是不言而喻的。雖然目前我國(guó)各等級(jí)輸電線路已應(yīng)用了諸多防雷技術(shù)措施，但雷害事故仍然占據(jù)著較大比例，究其原因，并不是各項(xiàng)技術(shù)方法的不成熟，而是沒(méi)有采取針對(duì)性、綜合性、有效性的技術(shù)方案。文章主要結(jié)合具體輸電線路實(shí)例，對(duì)如何制定針對(duì)性、綜合性、有效性的防雷技術(shù)措施進(jìn)行研究。

輸電線路；防雷；電阻

輸電線路作為電能傳輸?shù)拇髣?dòng)脈，其分布廣泛、架構(gòu)復(fù)雜，特別是在線路規(guī)劃過(guò)程中易受諸多因素的限制而暴露于雷擊環(huán)境中。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，各等級(jí)輸電線路跳閘故障中雷擊跳閘故障所占比例已超過(guò)了30%，特別是少數(shù)高壓、超高壓輸電線路雷害事故竟達(dá)到了40%以上，這充分說(shuō)明雷害對(duì)輸電線路正常運(yùn)行的嚴(yán)重性及危害性。因此，為了減少雷擊跳閘事故頻率，保障整體電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，輸電線路防雷技術(shù)措施是不可或缺的。由于雷電的發(fā)生是一種隨機(jī)的自然現(xiàn)象，時(shí)間、地點(diǎn)都無(wú)法完全預(yù)料，不確定性因素較多，因此，必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，考慮技術(shù)的可行性及經(jīng)濟(jì)性，采取針對(duì)性、有效性、綜合性的防雷技術(shù)措施，從而整體性的提高輸電線路的耐雷水平。文章結(jié)合某地區(qū)輸電線路雷擊跳閘故障實(shí)際情況，對(duì)雷擊跳閘作了簡(jiǎn)要分析，并提出了綜合性的防雷技術(shù)措施及思路，可為輸電線路防雷實(shí)踐提供參考。

1 輸電線路雷擊跳閘情況

某地區(qū)輸電線路幅員遼闊、點(diǎn)多面廣，且所覆蓋區(qū)域內(nèi)雷電活動(dòng)較為頻繁，這導(dǎo)致該地區(qū)輸電線路的雷擊跳閘現(xiàn)象與鄰近其他地區(qū)相比更為嚴(yán)重。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)2010 年～2013年35kV及以上輸電線路的雷擊跳閘總數(shù)在跳閘總數(shù)中所占比例超過(guò)了80%，這充分說(shuō)明了雷擊跳閘是造成該地區(qū)35kV及以上輸電線路跳閘故障的主要原因。目前，該地區(qū)35kV及以上輸電線路承擔(dān)著多個(gè)區(qū)縣的電力直供任務(wù)，在當(dāng)?shù)仉娏Y源優(yōu)化配置中起著極為關(guān)鍵的作用。因此，為了提高該地區(qū)輸電線路供電可靠性益，以及保障該地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須做好防雷工作，提高輸電線路整體耐雷水平。該地區(qū)2010年至2013年35kV及以上輸電線路雷擊跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，35kV及以上輸電線路平均每年的雷擊跳閘數(shù)達(dá)到了60次，可以看出較為頻繁的雷擊跳閘現(xiàn)象已對(duì)該地區(qū)輸電線路的供電持續(xù)性造成了嚴(yán)重的影響。其中，220kV為11次，且多數(shù)發(fā)生在山區(qū)，為該地區(qū)輸電線路防雷的重點(diǎn)區(qū)域。110kV為36次，35kV為13次，且同一條線路重復(fù)遭雷擊的現(xiàn)象常有發(fā)生，因此很有必要對(duì)線路采取綜合防雷技術(shù)措施。

2 輸電線路雷擊跳閘分析

2.1 雷電活動(dòng)的分析

據(jù)雷電定位系統(tǒng)對(duì)該地區(qū)雷電活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)，2010年～2013年該地區(qū)的雷電總數(shù)超過(guò)了30000多個(gè)，這意味著該地區(qū)的雷電活動(dòng)與其他地區(qū)相比更為頻繁。因此，有必要對(duì)該地區(qū)的雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，從而探索出該地區(qū)的雷電活動(dòng)規(guī)律，為防雷技術(shù)方案的制定提供重要的參考依據(jù)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)輸電線路的雷擊跳閘次數(shù)集中在4、5、7、8 月份，這是因?yàn)樵摰貐^(qū)這幾個(gè)月份是雷雨季節(jié)，雷電活動(dòng)更為頻繁，因此該時(shí)間段需加強(qiáng)防雷工作。

2.2 雷害方式的判定

雷害主要有反擊和繞擊兩種形式，雷害的判定方式較為簡(jiǎn)單，反擊一般可在塔頭找到接地點(diǎn)，而繞擊只能在絕緣子接地端找到繞擊點(diǎn)。每次雷害事故發(fā)生時(shí)，都應(yīng)進(jìn)行事故巡視，若有必要，還應(yīng)登桿透視雷擊故障詳細(xì)情況，并做好圖文記錄，從而為雷害方式的判斷和防雷工作的開(kāi)展提供重要判據(jù)，一般情況下，繞擊是輸電線路遭雷擊的主要形式。

2.3 地質(zhì)條件的影響

雷電繞擊率與桿塔高度，以及線路所在地形、地貌、地質(zhì)條件存在密切關(guān)系，而該地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分輸電線路架設(shè)在高山、山地之中，又有巖石、頁(yè)巖、沙石等地質(zhì)，土壤電阻率較高，諸多不利的地質(zhì)條件更容易發(fā)生雷電繞擊現(xiàn)象。

3 輸電線路防雷綜合技術(shù)措施

3.1 輸電線路防雷技術(shù)措施

針對(duì)該地區(qū)輸電線路雷擊跳閘頻繁發(fā)生的實(shí)際情況，以及該地區(qū)的氣候、地質(zhì)特殊實(shí)情，可以采取如下技術(shù)措施來(lái)提高線路整體耐雷水平。

1）提高線路的絕緣水平。輸電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比關(guān)系，因此，增強(qiáng)線路的絕緣水平是一項(xiàng)重要的防雷技術(shù)措施?？赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)零值絕緣子檢測(cè)或更換新型絕緣子等方法來(lái)保證線路的絕緣性能。

2）降低桿塔的接地電阻。輸電線路的接地電阻與耐雷水平成反比關(guān)系，由于該地區(qū)土壤電阻率較高，因此，降低桿塔的接地電阻是提高該地區(qū)線路耐雷水平的基礎(chǔ)性技術(shù)措施。

3）增設(shè)耦合地線。在雷擊頻發(fā)及雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的桿塔、地段增設(shè)耦合地線，也是提高輸電線路的耐雷水平有效途徑之一。

4）安裝線路避雷器。選擇性的在雷擊跳閘頻發(fā)的線路安裝線路避雷器能起到較好的避雷效果，該地區(qū)部分線路已安設(shè)了一定數(shù)量的線路避雷器，且起到了較好的防雷效果，但由于避雷器裝設(shè)成本較高，因此，可在特殊位置適當(dāng)使用。

根據(jù)該地區(qū)雷電活動(dòng)及雷害實(shí)際情況，以及雷害產(chǎn)生的主要原因，考慮防雷方案的經(jīng)濟(jì)適用性以及防雷技術(shù)的可行性，對(duì)上述各項(xiàng)技術(shù)措施進(jìn)行對(duì)比分析，最終決定該地區(qū)輸電線路的防雷主要措施為接地網(wǎng)改造，并適當(dāng)選擇加裝避雷器、加裝可控放電避雷針、加裝防繞擊避雷針及其他防雷技術(shù)措施。

3.2 輸電線路防雷整體安排

在輸電線路防雷實(shí)踐過(guò)程中，時(shí)常會(huì)受到防雷投入資金的限制，因此，有必要對(duì)輸電線路防雷作整體安排。

1）集中治理。在防雷工作中經(jīng)常會(huì)不考慮雷電活動(dòng)的隨機(jī)性，在某種程度上容易忽略線路“線”優(yōu)先于“點(diǎn)”的原則。往往出現(xiàn)對(duì)一條線路雷擊的某段進(jìn)行防雷技術(shù)改造后，結(jié)果該線路的另一段又出現(xiàn)了雷擊故障，因此，將防雷工作范圍分散至多條線路還不如集中精力治理好某一條線路。

2）整體考慮。最初開(kāi)展防雷工作時(shí)，大多采用的是“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方式，簡(jiǎn)單的在易遭雷擊的桿塔加裝避雷器，卻忽略了對(duì)桿塔接地的整改，最終影響防雷效果。事實(shí)上，裝設(shè)非常規(guī)防雷裝置的目的就是將雷電繞擊轉(zhuǎn)化為反擊，但對(duì)桿塔的接地電阻要求且很高。因此，防雷工作需整體考慮、綜合完善，采取加裝防雷裝置與桿塔接地改造相結(jié)合的方式來(lái)提高耐雷水平水平。

3）注重源頭。輸電線路遭受雷擊的原因主要有線路絕緣水平、桿塔接地電阻、避雷線保護(hù)角等。若本身線路的絕緣水平高、避雷線保護(hù)角小、接地電阻小，雷擊跳閘率明顯會(huì)低很多，因此，應(yīng)充分考慮線路走廊的落雷情況，盡可能從輸電線路設(shè)計(jì)源頭來(lái)提高耐雷水平。

4）精心維護(hù)。通常在雷電活動(dòng)頻發(fā)之前，采取防雷裝置檢查、桿上引下線維護(hù)、鐵夾板涂抹導(dǎo)電膏等維護(hù)措施，能有效的減少雷害事故。

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，通過(guò)采取以上防雷綜合技術(shù)措施，該地區(qū)輸電線路在近兩年雷害事故呈明顯的下降趨勢(shì)，充分說(shuō)明了防雷技術(shù)及思路的合理性，具有一定的借鑒價(jià)值。

[1]黃會(huì)賢，羅標(biāo)，曹云軒.山區(qū)高壓輸電線路的防雷對(duì)策[J].電力建設(shè)，2012（5）.

[2]張午陽(yáng)，周平.重慶500kV輸電線路雷擊故障調(diào)查分析及防雷研究[J].華中電力，2008（4）.

表1

從表1中我們可以看出，傳統(tǒng)的手寫(xiě)記錄中需要104字而變電管理系統(tǒng)中只需要鍵盤(pán)輸入82字，在填寫(xiě)登記簿時(shí)變電管理系統(tǒng)更是可以直接生成，而手寫(xiě)記錄需要填寫(xiě)漢字108個(gè)，減少了大量無(wú)謂工作。另外，變電管理系統(tǒng)中設(shè)置了無(wú)需輸入漢字的驗(yàn)收工作，使工作票更加準(zhǔn)確。在辦理結(jié)束工作時(shí)，以前還需要手寫(xiě)40字，而變電管理系統(tǒng)自動(dòng)生成，方便快捷。

5 結(jié)論

變電運(yùn)行中數(shù)據(jù)的集中管理和存儲(chǔ)得益于變電管理系統(tǒng)的應(yīng)用，并為今后的自動(dòng)化打下牢靠的基礎(chǔ)，極大的改善了供電質(zhì)量，規(guī)范和提高了管理水平，保證了變電運(yùn)行的安全和可靠。變電管理系統(tǒng)提供的分析和統(tǒng)計(jì)資料，使各個(gè)環(huán)節(jié)密切相連，更利于變電運(yùn)行的管理。

參考文獻(xiàn)

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TM7

A

1674-6708（2015）149-0037-02