盧寧生

摘 要：由于35 kV輸電線路是我國當(dāng)前縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)電網(wǎng)主要的輸電線路，線路桿多處于曠野或路邊，缺乏防雷措施，因此易多發(fā)雷擊事故。文章主要對(duì)35 kV輸電線路易發(fā)雷擊事故的原因及防雷措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：35 kV；輸電線路；防雷

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）03-0107-02

在我國，35 kV輸電線路廣泛應(yīng)用于縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)電網(wǎng)，其架設(shè)位置多處于曠野或者路邊，周圍無高建筑物遮擋，且缺少避雷線的保護(hù)或避雷線保護(hù)級(jí)別低，電桿及輸電線路都暴露在外，易受雷擊。此外，電桿上的絕緣子防雷擊電壓耐受值較低，對(duì)線路起到的保護(hù)作用不足。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于雷擊造成的電網(wǎng)跳閘停電故障在故障總數(shù)中占80%以上，在雷電易發(fā)區(qū)，比例高于80%。電網(wǎng)故障嚴(yán)重影響人民群眾用電安全，對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)造成損失。

只有對(duì)雷擊故障的發(fā)生原因進(jìn)行詳盡的調(diào)查與分析，才能夠針對(duì)性地提出解決問題的辦法，從而保證電網(wǎng)供電的正常運(yùn)行。

1 雷擊故障形式與原因分析

1.1 雷擊故障的形式

電網(wǎng)線路遭遇雷擊的主要原因可分為四種，分別為：①雷擊線路或電桿附近的地面；②電桿、桿塔或其附近避雷部件遭雷擊；③線路檔距中心的避雷線遭遇雷擊；④電網(wǎng)線路直接遭遇雷擊。

1.1.1 雷擊地面

雷擊地面造成電網(wǎng)跳閘的主要原因是產(chǎn)生的雷擊感應(yīng)電壓對(duì)于35 kV及以下線路而言過大，從而導(dǎo)致線路跳閘。產(chǎn)生的感應(yīng)電壓是雷擊大地時(shí)與線路之間產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓導(dǎo)致，但是這種感應(yīng)過電壓對(duì)于高壓輸電線路的影響不大。

1.1.2 雷擊電桿

雷擊桿塔的情況主要發(fā)生在曠野中，此時(shí)電桿高度高于周圍地勢，更易接受雷電放電，導(dǎo)致雷擊。雷擊電桿時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大電流，除一小部分經(jīng)過電桿上的避雷線進(jìn)行引流入外，其余則是直接利用桿塔及附屬接地電阻結(jié)構(gòu)進(jìn)入大地，導(dǎo)致在接地電阻部分產(chǎn)生巨大的電壓降，造成超過桿塔絕緣子串50%的放電電壓從而引起絕緣子閃絡(luò)，產(chǎn)生反擊過電壓，造成跳閘。

1.1.3 雷擊避雷線

雷擊避雷線雖然會(huì)引起避雷線的過電壓，但是一般情況下，該過電壓并不會(huì)導(dǎo)致絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)產(chǎn)生反擊過電壓，因此，該種雷擊情況下一般不會(huì)造成跳閘，避雷線能起到很好的保護(hù)作用。

1.1.4 雷擊輸電線路

雷電直接對(duì)線路產(chǎn)生雷擊時(shí)，線路會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高電位，從而導(dǎo)致絕緣子串閃絡(luò)現(xiàn)象，使得導(dǎo)線接地短路，從而造成跳閘。

1.2 雷擊時(shí)導(dǎo)致雷擊故障的原因分析

除以上4種雷擊情況外，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，以下幾種原因會(huì)導(dǎo)致不同程度的雷擊故障。

1.2.1 輸電線路的抗雷擊水平

所謂抗雷擊水平，指的是雷擊造成線路或絕緣子閃絡(luò)情況時(shí)產(chǎn)生的單相最大電流值。輸電線路抗雷擊水平與多種因素有關(guān)，從設(shè)備內(nèi)因分析，包括桿塔接地電阻的大小、桿塔自身的尺寸形狀等參數(shù)、桿塔上檔距參數(shù)、絕緣子的參數(shù)選擇等，從外因看，主要包括桿塔周圍地勢、地形等情況以及對(duì)于桿塔及線路的日常運(yùn)行維護(hù)情況，這些因素均能直接或間接對(duì)輸電線路的抗雷擊水平產(chǎn)生影響。

1.2.2 消弧線圈的影響

根據(jù)我國相關(guān)電力輸送規(guī)程，城鄉(xiāng)級(jí)35 kV線路運(yùn)行的單相接地電流如超過10 A，則必須在系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)消弧線圈并接地運(yùn)行。消弧線圈對(duì)線路電流的補(bǔ)償過大或者不足都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)熄滅故障，因此，對(duì)于補(bǔ)償值應(yīng)當(dāng)正確設(shè)定。

2 輸電線路防雷擊措施

2.1 合理選擇安裝避雷設(shè)施

對(duì)于35 kV輸電線路的避雷器，其主要型式包括無串聯(lián)間隙及帶串聯(lián)間隙兩種，主要安裝在線路導(dǎo)線上，因此在選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)以結(jié)構(gòu)簡便緊湊、輕質(zhì)量的型號(hào)為宜。無串聯(lián)間隙型式避雷器滿足以上要求，可以作為選擇。在安裝避雷器或避雷針時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行區(qū)別安裝。在雷擊易發(fā)區(qū)進(jìn)行安裝時(shí)，避雷針應(yīng)以-30 ？觷的負(fù)角度進(jìn)行斜上方安裝，配套屏蔽針長度選擇2.4 m，分別安裝于桿塔線路兩端，避免雷電繞擊導(dǎo)致線路擊斷故障的發(fā)生。

避雷針應(yīng)安裝在導(dǎo)線上方以及桿塔頂端，同時(shí)以鋼絞線對(duì)避雷針進(jìn)行接地，并控制接地電阻在10 Ω范圍內(nèi)，以對(duì)雷電產(chǎn)生的電流起到有效的引導(dǎo)作用。避雷針與屏蔽針配合使用，能夠有效降低雷擊、繞擊事故的發(fā)生，提高防雷效率。

2.2 提高線路絕緣水平

線路絕緣水平與耐雷水平有直接關(guān)系，提高絕緣水平能夠?qū)€路建弧率進(jìn)行有效抑制，從而保證線路通暢，也能夠?qū)€路故障跳閘率進(jìn)行有效控制。當(dāng)桿塔高度較高時(shí)，應(yīng)對(duì)以下兩種因素進(jìn)行充分的考慮，以對(duì)絕緣能力進(jìn)行補(bǔ)償，一是桿塔本身電感的增大，二是雷擊導(dǎo)致的桿塔頂端電位的增大。依據(jù)我國35 kV線路中的相關(guān)規(guī)定，對(duì)于有避雷線保護(hù)的40 m以上標(biāo)準(zhǔn)桿塔，應(yīng)當(dāng)按照（H-40）/10的數(shù)量進(jìn)行絕緣子的增加，從而能夠?qū)U塔及線路起到良好的絕緣保護(hù)效果。而對(duì)于輸電線路桿塔無避雷線保護(hù)的情況，當(dāng)桿塔超過40 m時(shí)，也應(yīng)按照上述方法增加絕緣子。

2.3 設(shè)定合理的避雷線保護(hù)角度

避雷線的保護(hù)角度選擇是否合理，直接影響到避雷線與導(dǎo)線屏蔽線之間的配合使用以及輸電線路繞擊故障發(fā)生的概率。避雷線保護(hù)角度選擇需要考慮的基本因素包括輸電段所處地形、路徑等多種，設(shè)定合理的避雷線保護(hù)安裝角度，提高避雷水平。

2.4 合理控制桿塔接地電阻

在35 kV輸電線路中，桿塔接地電阻值的控制對(duì)于防止雷擊事故發(fā)生具有重要作用，本文上述分析中，也分析了低接地電阻值對(duì)于有效引流雷擊電流和提高耐雷水平的作用。為降低并控制桿塔接地電阻，可依照以下幾種方法進(jìn)行：①周圍有非飲用水源的地形，可以將接地線引入水源，并布設(shè)接地網(wǎng)；②分析土壤電阻率，選擇低電阻率區(qū)域進(jìn)行接地網(wǎng)的布設(shè)或增加接地極數(shù)目；③對(duì)于高電阻率區(qū)域，在接地極附近適當(dāng)添加部分降阻劑等。

2.5 正確選用線路型避雷器

線路型避雷器對(duì)于輸電線路的防雷擊保護(hù)動(dòng)作，一是避免絕緣子串的閃絡(luò)情況，二是降低雷擊桿塔頂部的雷擊電位。這主要是利用電流的耦合作用，當(dāng)雷電流被分流時(shí)，能夠提高雷擊桿塔附近相鄰導(dǎo)線的耦合能力，從而使絕緣子串雷擊閃絡(luò)故障可能性大大降低，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)，降低故障率。線路型避雷器的主要缺點(diǎn)是成本高，安裝要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有較高的維護(hù)難度，對(duì)于多重雷擊不能起到很好的保護(hù)作用，這在很大程度上限制了其應(yīng)用，在選擇線路型避雷器時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重考慮其限制因素。

2.6 提高線路維護(hù)水平

防止雷擊故障損失擴(kuò)大化的最便捷的措施是對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，對(duì)破損線路進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)或更換。對(duì)于上述論述中提出的防雷擊措施，必須嚴(yán)格到位，尤其注意桿塔接地電阻值的變化，以保證輸電線路具有足夠的防雷擊能力，減少雷擊事故的發(fā)生。

3 結(jié) 語

本文對(duì)35 kV輸電線路雷擊事故的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)直擊、繞擊等雷擊故障產(chǎn)生的原因，提出了包括安裝避雷器、降低接地電阻等措施在內(nèi)的防雷擊方案，能夠在輸電線路防雷擊措施的實(shí)際過程中起到重要的指導(dǎo)作用。

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