蔡金鎧

摘要：在配電網電力線路上，積極做好防雷管理，才能夠保證電力系統(tǒng)的正常運行，從而有效地降低電力企業(yè)的經濟損失。文章圍繞配網電力線路防雷管理展開了探討，重點從防雷管理的重要性認識、電力線路遭受雷擊發(fā)生跳閘的原因、進行有效的防雷管理展開論述。

關鍵詞：配網；電力線路；跳閘；防雷管理；接地桿塔；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM863 文章編號：1009-2374（2015）35-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.066

隨著社會的進步以及國民生產的經濟水平不斷提高，人們的消費水平相應得到了提高。就用電方面而言，人們對用電的需求愈來愈大，對于供電中的一些供電設施，尤其是配電網絡中的電力線路而言，由于遭受到雷擊而出現(xiàn)跳閘問題，跳閘問題的出現(xiàn)又對供電的安全造成嚴重的影響。而雷電具有不可控性和隨機性，對電力線路的危害特別大。所以，在供電中，一定要積極地加強電力線路的有效防雷管理，盡最大可能地降低事故的發(fā)生，進而有效地降低電力企業(yè)的經濟損失。

1 電力線路遭受雷擊發(fā)生跳閘的原因

一般情況下，由于電力線路的絕緣水平普遍不是很高，雷電擊中導線而引起閃絡是不可避免的，沖擊閃絡會轉化為工頻電弧，使得電力線路短路，從而發(fā)生跳閘事故。電力線路在遭受到雷擊破壞過程中，其重要的影響因素主要包括以下方面：雷電強度、桿塔接地電阻、架空地線、線路絕緣放電的具體電壓。

1.1 配網電力線路被雷電直接擊中

一般而言，在電力線路中，所產生的大氣過電壓主要包括兩種類型：自擊雷過電壓和感應雷過電壓。在這兩種類型電壓中，感應雷過電壓就是雷電擊中了配網線路附近的某些地面之后，進而產生了電磁感應而引發(fā)的一種過電壓。而自擊雷過電壓跟感應雷過電壓有區(qū)別，它是雷電自接擊中了配網電力線路而產生了一種電壓。如果按照性質的區(qū)別，可以將配網電力線路遭受的雷擊故障分為反擊閃絡和雷電繞擊。在配網電力線路的運行經驗中，通過資料顯示，在配網電力線路遭受到的所有雷擊中，危害性最大的應該是自擊雷過電壓。在進行的防雷措施中，由于配網電力線路對應防雷的策略不一樣，故而在對防雷措施進行選擇的時候一定要根據(jù)遭受雷擊的具體原因進行選擇。

1.2 配網電力線路遭遇到雷電繞擊

在配網電力線路正常的運行經驗中，模擬實驗結果和現(xiàn)場實測結果都表明，配網電力線路遭受到雷電繞擊的幾率高低，有直接關系的是高壓電力線路途經地的地質條件、地形地貌、避雷線對邊導線保護角、桿塔高度等。一般而言，位于山地的電力線路所遭受到雷擊的幾率要比平原地帶高2倍，其根本原因是在山區(qū)進行電力線路的架設的時候，桿塔的高差檔距和所跨越的幅度都特別大，而線路在抵抗雷擊過程中抗擊能力有限，倘若這一地區(qū)的雷電活躍度較高，那么這一段的電力線路就會極容易受到襲擊。

1.3 配網電力線路遭遇雷電反擊

在雷電發(fā)生中，一旦雷電的電流經避雷線傳到雷擊桿，在迅速地傳到接地和塔體的時候，會在瞬間提升塔桿電位的高度，造成導線出現(xiàn)過電壓。而就在這一瞬間中，導線過電壓和塔體電位合成的電流，在超過輸電線路電壓的時候，導線跟接地桿塔就會出現(xiàn)反擊閃絡。在雷擊防范中，有效地減小分流系數(shù)、積極地增強線路的絕緣能力、最大程度地降低桿塔電阻、提高耦合系數(shù)均為電力線路防雷的重要方式。

2 防雷管理的重要性

配網電力線路防雷管理有著重要的意義，只有積極地做好配網電力線路防雷管理，才能夠降低電力企業(yè)的經濟損失。因為電力線路都是高聳于地面，而這些設施一般都位于比較空曠的地區(qū)且線路特別長，在雷雨季節(jié)極其容易遭受雷擊。通過對資料的統(tǒng)計顯示，一條高度為8米、長度為100千米的電力線路，在每一年里所遭受的雷擊取平均值在4.8次。在電力正常運行中，根據(jù)經驗，電力停電故障的主要原因之一就是雷擊。另外，一旦電力線路發(fā)生了雷擊，被雷擊的線路還會對發(fā)電廠、變電所的安全運行造成意想不到的嚴重后果。所以說，積極地將電力線路防雷技術提高，一方面不僅可以有效保證電力系統(tǒng)的可靠、安全的供電；另一方面還可以有效地保護好發(fā)電廠和變電所的一切重要的電力設備，積極地為電力的安全運行提供保證。所以說，在配網電力線路中積極應用防雷技術做好防雷管理具有重要的意義。當然，就目前的防雷技術而言，還不能夠真正做到對電力線路絕對防雷。在防雷過程中，還需要積極地根據(jù)不同的電力線路采取有針對性的措施進行防雷。在進行防雷中，需要考慮的因素較多，有雷電活動的情況、防雷設施、線路經過的氣候狀況、線路保護投資等各種因素，只有充分地對這些因素進行考慮，才能夠制定出科學合理的防雷措施。

3 配網電力線路防雷管理的策略

3.1 接地地阻和避雷線的合理利用

在進行電力線路的防雷策略中，避雷線是其中重要的方法，可以對雷電的電流進行有效的分流。與此同時，還可以有效地起到屏蔽和耦合的作用。在實際使用避雷線的過程中，為了盡最大可能地減少避雷線電流造成的附加損耗，一定要采用一些方式方法對避雷線進行絕緣保護，其中“小間隙”的處理方式最為合適。在雷雨季節(jié)里，一旦發(fā)生雷擊，就可以通過小間隙擊透避雷線，進而達到有效地減少桿塔的接地電阻，最終避免雷電反擊的發(fā)生。一般而言，配網電力線路的電壓越高，其避雷線的積極作用就越明顯。那么在線路造價比率上就會越少。按照要求，在110kV或者220kV以上等級的電壓線路中，一定要在全線積極地架設避雷線。并且利用避雷線來降低雷電導致的過電壓，主要是通過降低接地地阻來完成的。因此，降低接地地阻是防止電力線路被雷電擊損的有效措施，同時也是最經濟的措施之一。

3.2 配網電力線路中積極架設耦合地線

在配網電力線路防雷過程中，如果對桿塔的電阻無法做到有效減少，還可以采用另外一種方法進行防雷處理，即在導線下架設地線，其目的在于有效地增加地面和導線之間的耦合效果，達到對絕緣子的電壓值有效減少的目的，并達到對雷電進行有效的分流。特別是對35kV及以下的一些電壓等級的配網電力線路而言，在全線中可以架設避雷線，積極地通過消弧線圈接地處理，有效地避免相間短路故障和跳閘故障的出現(xiàn)。在三相線路和兩相電路遭遇到雷擊以后，會出現(xiàn)導線的閃絡，這個時候不會出現(xiàn)跳閘的故障，因為閃絡導線在防雷過程中所起到的作用跟地線的作用基本是一致的，可有達到有效的耦合作用，進而減少閃絡導線上的電壓值，最終達到提高配網電力線路抵抗雷擊的能力。

3.3 配網電力線路中有效地增強線路的絕緣水平

由于電力線路在一些河流、公路等路段中的跨度相對較大，就必然增大了塔桿的危險。在雷雨季節(jié)里，一旦發(fā)生雷擊，由于塔頂?shù)碾娢惶幱谧罡咧担厝痪蜁a生感應過電壓，因而就會增大雷電繞擊狀況的幾率。在防雷過程中，為了有效地減少因為線路的問題而造成的跳閘故障出現(xiàn)，就有必要積極地提高線路的絕緣質量。

3.4 安裝自動重合閘裝置

電力線路故障一般都是瞬間發(fā)生的，如果等排除故障后，操作人員再去進行人工合閘，就會因為停電時間過長而給一些用戶的生活和工作帶來不便。因此，需要安裝自動和閘裝置來減少因人工而消耗的不必要時間。據(jù)統(tǒng)計，自動重合閘裝置具有70%以上的成功率，所以自動重合閘裝置具有運行穩(wěn)定、維持連續(xù)供電的特點。例如，當雷擊使得線路絕緣子表面出現(xiàn)閃絡的情況，雖然不會造成線路的損壞，但是由于雷擊產生的過電壓使得電力線路短路，在這種情況下，繼電保護裝置會迅速斷開電源，隨著電弧的熄滅，故障會自動排除，然而如果有人員手動合閘就會增加停電時間，從而使得本該繼續(xù)運轉的機器停止運轉，這就為用戶帶來了極大不便，而自動重合閘裝置能夠實現(xiàn)短時間內供電，使機器還沒來得及停運就被繼續(xù)供電使用，提高了供電的可靠性。

3.5 線路中絕緣弱點的維護

對于高桿線路而言，其多處都存在絕緣弱點，如電線的開關、電纜接頭、跨越點和線路的交叉處都是其絕緣弱點。一旦被雷擊中，這些絕緣弱點就極有可能出現(xiàn)短路現(xiàn)象，因此對于這些絕緣弱點要采取維護措施，以避免短路現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，可以在絕緣弱點部位安裝專門的避雷器等裝置。

3.6 配網電力線路中對線路避雷器的合理使用

對于全線架設避雷線的電力線路而言，也不可能避免過電壓的出現(xiàn)，所以合理地使用避雷器也是一個關鍵性問題。如果雷擊所致的過電壓超出了避雷器所能承受的范圍，那么避雷器就能夠形成一個低阻抗通路，將雷擊所產生的電流輸送到地面，以阻止電壓的升高，從而可以更加有效地保障電力線路的安全運行。

在雷擊桿的附近或是塔頂架設避雷線，以雷擊檔距的中部導線為例，設雷電流為I=15kA，接地電阻值為R=10Ω，導線波阻抗Z約等于雷電通道的波阻抗Z1，且電阻值為400Ω，接地電阻值是遠遠小于雷電通道的波阻抗的電阻值的，因此我們可以近似地認為雷電經過塔桿流入大地的電流Igt為原始電流T的兩倍，所以此時桿塔頂部位于桿塔上絕緣子的電位的電流值為最大電流值U，計算方式如下：

U=Igt*R=2IR=2*15*10=300kV

如果不架設避雷針，那么進入導線的雷電流就相當于沿著雷電通道而來的電流Io，此時雷擊導線的最大電流U1為：

U1=Z/2*I/2=15/2*400/2=1500kV

所以由此可以比較，在架設避雷針之前的電位線路絕緣的電位比架設之后的絕緣電路的電位降低了大約5倍，因此避雷針的架設有效地降低了導線線路所要承受的電壓。

4 結語

綜上所述，在配網電力線路防雷管理中，電力線路遭受雷擊發(fā)生跳閘的原因主要是線路被雷電直接擊中、線路遭遇到雷電繞擊、線路遭遇雷電反擊，然后有針對性地采取配網電力線路防雷管理的正確策略，為配電網絡的穩(wěn)定和安全運行積極地提供可靠的保障。

參考文獻

[1] 陸顯明.淺談配網電力線路防雷管理[J].科技與創(chuàng)新，2014，（18）.

[2] 秦晶晶.35kV配電線路防雷措施研究[D].長沙理工大學，2009.

（責任編輯：蔣建華）