李保生

國網(wǎng)萊蕪供電公司

架空輸電線路防雷措施的研究

李保生

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雷電活動(dòng)具有很強(qiáng)的分散性，活動(dòng)規(guī)律也比較復(fù)雜，對(duì)線路造成的危害不可能完全消除和避免。在輸電線路的防護(hù)工作中雷擊現(xiàn)象可以利用防雷技術(shù)有效減少，但是卻不能徹底杜絕。對(duì)此，電力工作者必須要對(duì)其進(jìn)行實(shí)地考察和分析，根據(jù)不同地區(qū)雷擊類型的不同選擇合理的防雷技術(shù)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)更新和改進(jìn)，有效降低雷擊發(fā)生率，保證輸電線路運(yùn)行的安全性。因此梳理分析雷害的種類和原因，提出可操作的防護(hù)措施，最大限度地減少雷害造成的損失，就顯得尤為必要。

架空輸電線路；防雷；措施

引言：

對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)來說，架空輸電線路是其中非常重要的組成部分。由于其主要采取裸導(dǎo)線的方式暴露在整個(gè)自然環(huán)境之中，比較容易受到自然環(huán)境因素的影響甚至損害。其中，雷擊又是造成輸電線路損害的最重要因素之一。在雷雨天氣，架空輸電線路容易遭受雷擊引起停電事故，對(duì)線路供電的可靠性造成嚴(yán)重影響。對(duì)架空輸電線路進(jìn)行防雷工作是非常重要的。而如何針對(duì)當(dāng)前架空輸電線路防雷存在的一些問題，采取更有效的防雷具體措施則是確保輸電線路可靠、安全運(yùn)行的重中之重。

1.雷擊對(duì)架空輸電線路的危害

在我國，長(zhǎng)途輸電線路多數(shù)都是架空敷設(shè)的。架空的輸電線路多數(shù)都采用裸線。由于裸線民期暴露在大自然的風(fēng)風(fēng)雨雨中，所以極易受到外界的影響而損壞，其中對(duì)線路損壞的最大因素就是雷擊。因?yàn)榧芸蛰旊娋€路架設(shè)的路徑多數(shù)為曠野和山區(qū)，這些地區(qū)本來就是雷雨的多發(fā)區(qū)，再加上輸電線路多是裸線，本身帶電，并有極高的導(dǎo)電性，是引發(fā)雷擊的主要目標(biāo)。架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷4個(gè)階段：輸電線路受到雷電過電壓的作用;輸電線路發(fā)生閃絡(luò);輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓;線路跳閘，供電中斷。

2.不同雷擊的成因

經(jīng)過多年的研究可以得知，雷擊現(xiàn)象在不同地區(qū)的發(fā)生率也是不同的，其雷電類型也有所差異，因此，在考慮防雷措施的時(shí)候必須要全面分析到所有雷電的類型，進(jìn)行針對(duì)性的防護(hù)。

2.1 雷擊閃電

雷擊閃電是因?yàn)檫^電壓將放電通道建立在了線路桿塔上，主要是由于雷云放電造成的，其結(jié)果可導(dǎo)致雷電直接擊穿線路絕緣體。這種過電壓一般分為兩種，分別是感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。從本質(zhì)上來說雷電發(fā)生后必須要建立一個(gè)放電通道來將雷電釋放到大地中，如果雷電在建立放電通道的時(shí)候出現(xiàn)問題，那么就會(huì)造成雷擊現(xiàn)象，由此可見，接地裝置的完好性和實(shí)用性直接決定著是否會(huì)導(dǎo)致雷擊出現(xiàn)。

2.2 直擊雷

一般情況下輸電線路遭受的雷擊基本上都是直擊雷電，直擊雷可以分為兩種，分別是繞擊和反擊。因此，在實(shí)施防雷措施的時(shí)候一定要分析好直擊雷類型，選擇合理的防雷方案。

(1)反擊雷。反擊雷在生活中也是比較常見的，絕大多數(shù)時(shí)候都與桿塔接地電阻以及絕緣體強(qiáng)度有著直接的關(guān)系。一旦絕緣出現(xiàn)弱相的情況，就很容易遭受反擊雷。

(2)繞擊雷。繞擊雷主要是由于雷電并沒有經(jīng)過避雷線而是將其繞過并擊中了導(dǎo)線產(chǎn)生的，絕大多數(shù)情況下，其主要影響因素為：電線桿塔高度、防雷線路、地形等。

3.當(dāng)前架空輸電線路防雷存在的問題

3.1 線路絕緣問題

輸電線路的耐雷水平主要受到絕緣子性能好壞的影響。當(dāng)前，一些線路運(yùn)行單位疏于對(duì)絕緣子進(jìn)行全程管理，甚至造成一些未經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)的劣質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行。即便掛網(wǎng)運(yùn)行之后，也沒有定期按照相關(guān)規(guī)程來對(duì)一些絕緣子進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換已經(jīng)劣化或是絕緣性能不滿足運(yùn)行要求的絕緣子。所有這些因素都會(huì)造成線路絕緣出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響架空輸電線路的實(shí)際防雷效果。

3.2 安裝避雷針問題

架空輸電線路常用到的一項(xiàng)防雷措施就是安裝避雷針進(jìn)行防雷。然而，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，卻容易暴露一些問題。有時(shí)，避雷針的不正確安裝使得線路遭受雷擊的概率增大。此外，避雷針的保護(hù)范圍也不夠大。避雷針具有引雷的作用，所以會(huì)增加受到雷擊的次數(shù)。雷電被吸引到避雷針上后，會(huì)沿著避雷針流入大地，這個(gè)過程會(huì)在周圍形成磁場(chǎng)并產(chǎn)生截應(yīng)過電壓。當(dāng)截應(yīng)過電壓產(chǎn)生的作用大于被保護(hù)物的自然屏蔽裝置所起的屏蔽作用時(shí)，感應(yīng)過電壓就會(huì)損壞被保護(hù)區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備。

4.架空輸電線路防雷措施

4.1 避雷器

避雷器設(shè)置在輸電線路上，避雷器的作用顧名思義，當(dāng)雷電擊中輸電線路之后，避雷器將對(duì)雷電的瞬時(shí)大電流進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)移，防止了單一輸電線路的承受電流瞬間增大造成的故障，分流動(dòng)作將部分電流轉(zhuǎn)移到相鄰桿塔，從而減輕了輸電線路的負(fù)擔(dān)，另外避雷器還可以將電流引入地下，從而避免遭受雷電沖擊波的影響。當(dāng)沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護(hù)水平時(shí)，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過良導(dǎo)體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備得到保護(hù)。

4.2 設(shè)置藕合地埋線

藕合地埋線是連續(xù)伸長(zhǎng)接地線并沿線路的走向，在地中再埋設(shè)一根到兩根接地線，并且還可以讓該接地線跟下一個(gè)基塔的接地裝置相連接，從而降低桿塔的接地電阻，進(jìn)行防雷避雷的措施。地下所埋設(shè)的接地線，不僅起到了對(duì)雷電的分流作用，也起到了架空線的部分接地線的作用。因此又起到了避雷線的藕合作用。有數(shù)據(jù)記載顯示，在一個(gè)雷擊高發(fā)區(qū)，有20個(gè)基桿的架空輸電線路段，埋設(shè)了藕合地埋線后并一直處于正常工作狀態(tài)，在10年里只發(fā)生一次雷擊的故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，埋設(shè)耦合接地線可以使架空輸電線路雷擊的事故跳閘率降低40%，埋設(shè)藕合接地線明顯地提高了線路耐雷水平。這項(xiàng)防雷技術(shù)效果可靠，適用范圍廣泛，無論是遠(yuǎn)距離還是近距離，無論是超高壓還是普通高壓的輸電線路都可以采用。

4.3 加裝塔頂防雷拉線

加裝塔頂防雷拉線主要起到兩個(gè)作用：分流和屏蔽。當(dāng)桿塔頂部遭受雷擊時(shí)，雷電流的一部分是通過桿塔流入地里，另一部分則是通過防雷拉線流入地里，起到了分流的作用，可以在反擊電位降低的同時(shí)使得反擊的可能性減小。在對(duì)某條線路雷電流的多年實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，加裝塔頂防雷拉線可以有效降低塔身的分流系數(shù)，進(jìn)而提高了線路的耐雷水平。同時(shí)，通過加裝的塔頂防雷拉線，使得線路在遭受雷擊時(shí)雷電流會(huì)優(yōu)先觸及防雷拉線，對(duì)導(dǎo)線具有一定的屏蔽作用，減小其受到繞擊的可能性，確保了輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 加強(qiáng)絕緣強(qiáng)度同時(shí)進(jìn)行不平衡絕緣

(1)對(duì)于雷擊多發(fā)地段，應(yīng)該適當(dāng)利用增加絕緣子片數(shù)量來提高絕緣強(qiáng)度。(2)目前桿塔建設(shè)中雙回線路的應(yīng)用越來越多，以往傳統(tǒng)的防雷措施根本無法滿足當(dāng)下要求，因此有必要采用不平衡絕緣。不平衡絕緣方式應(yīng)用在雙回路線路中，當(dāng)其中一回路開始閃絡(luò)后另一回路的耐雷性會(huì)大大提高，有效防止線路在受到雷擊之后出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電。

4.5 安裝可控放電避雷針

可控放電避雷針可有效降低雷電繞擊概率，應(yīng)用前景廣泛，具有極高的推廣價(jià)值意義。在實(shí)際應(yīng)用中，要將可控放避雷針應(yīng)用在地形條件復(fù)雜的地區(qū)，這樣會(huì)使得使用效果更加明顯，在很大程度上可以代替大部分人工巡檢。但是其在使用方面也存在一定的范圍局限性，因此盡量選擇一些檔距比較小的路段使用。

4.6 降低桿塔接地電阻

作為最直接和有效的防雷措施之一，降低桿塔接地電阻的作用明顯。因?yàn)?，?duì)桿、塔頂?shù)碾娢桓叩陀绊懽钪苯雍完P(guān)鍵的因素就是接地電阻的阻值大小。過大的桿塔接地電阻會(huì)使桿、塔頂在遭受雷擊時(shí)電位升高過大，使線路受到反擊現(xiàn)象，破壞線路的絕緣性能。適宜的桿塔接地電阻能夠在遭到雷擊時(shí)，沒有破壞到線路的絕緣情況，并將大部分的雷電流導(dǎo)入人地，保障了輸電線路的安全、可靠運(yùn)行。只有認(rèn)識(shí)到接地和防雷工作的密切關(guān)系，并用來指導(dǎo)實(shí)際工作，才能提高輸電線路的防雷成效。

4.7 安裝自動(dòng)重合閘及保護(hù)裝置

自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置也是防雷裝置中常用的一種。在防雷設(shè)計(jì)中安全自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置能夠在輸電線路遭受雷擊的時(shí)候自動(dòng)跳閘，自動(dòng)合閘能夠保證在雷電閃絡(luò)之后自動(dòng)進(jìn)行重合，決速恢復(fù)輸電線路的絕緣性能，因此，在架空輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置可以有效降低輸電線路發(fā)生。雷擊故障縮短雷擊跳閘故障時(shí)間，提高輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。長(zhǎng)線路處于非全相運(yùn)行時(shí)候線路的重合閘耗電量可達(dá)到常負(fù)荷電流的百分之四十。

5.結(jié)束語

架空輸電線路是我國輸電的主要方式，架空輸電線路的安全運(yùn)行關(guān)系到千家萬戶，也關(guān)系到工業(yè)的發(fā)展，關(guān)乎著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自然界影響架空輸電線路安全運(yùn)行的因素有很多，比如大風(fēng)會(huì)破壞電桿的牢固，倒樹會(huì)砸斷輸電導(dǎo)線，冰凍會(huì)降低輸電線路的絕緣，等等。雷電對(duì)架空輸電線路的破壞是自然界里最大的，也是最多的，而且是不可預(yù)見的。探討架空輸電線路的防雷避雷技術(shù)和措施，對(duì)保證架空輸電線路的安全運(yùn)行，保證人民群眾正常的生活用電和工業(yè)生產(chǎn)用電，都具有十分重要的意義。

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上接(第8 9頁)條件下該系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，改進(jìn)以往系統(tǒng)的防塵和防水缺陷，為110kv輸電線路的安全運(yùn)行提供保障。這種導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有適應(yīng)性能強(qiáng)、自身缺陷小的明顯優(yōu)勢(shì)，加快110kv輸電線路的快速發(fā)展，為輸電線路工作人員解決了溫度差異的弊端問題，有助于提高110kv輸電線路的安全性能和穩(wěn)定性能。

3 、輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理

可以輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)輸電線路的安全具有非常重要的意義，可以有效保證輸電線路的止常運(yùn)行，預(yù)防意外事故的發(fā)生。從各項(xiàng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用情況就可以了解到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要性但是對(duì)于這一系列的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如何進(jìn)行有效的管理，促使在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮出作用，

3.1 完善管理體制的建立

輸電線路穩(wěn)定安全的運(yùn)行，其中少不了輸電線路的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。而要想在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用充分的發(fā)揮出來，就需要對(duì)其進(jìn)行良好的管理，并且在管理的過程中必須采取嚴(yán)格的管理方法與手段針對(duì)此為保證管理能夠發(fā)揮出應(yīng)有的效果，促進(jìn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作用的發(fā)揮，其中完善管理體制的建立顯得非常重要。在制度明確的基礎(chǔ)上，才可以促使在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的更加合理，并且在輸電線路中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，保證輸電線路的安全運(yùn)行。從這就可以看出，完善體制的建立其實(shí)就是電力供應(yīng)持續(xù)性的重要保證

3.2 確立應(yīng)急方案

任何事故的發(fā)生都具有不可預(yù)測(cè)性，輸電線路事故同樣如此。了可以說輸電線路故障的發(fā)生屬于一項(xiàng)不具有規(guī)律性的活動(dòng)。止是這樣的一種特點(diǎn)，必須輸電線路的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全天都處于運(yùn)行狀態(tài)。事故的發(fā)生并不會(huì)受到時(shí)間、地點(diǎn)的影響。因此，在事故發(fā)生后，維修工作能否及時(shí)的處理并發(fā)揮出應(yīng)有的效果，應(yīng)急方案的確立顯得非常重要。根據(jù)己經(jīng)確立的應(yīng)急方案，維修人員人員就可以快速的定位故障的發(fā)生因此，保證輸電線路的止常運(yùn)行，確立應(yīng)急反應(yīng)方案顯得特別重要。應(yīng)急方案的確立就可以促使輸電線路在線系統(tǒng)，針對(duì)故障發(fā)生的實(shí)際情祝，獲得有效的搶修機(jī)會(huì)，同時(shí)還可以保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)輸電線路止常的監(jiān)測(cè)。從這就可以充分了解到，應(yīng)急方案的確立，可以保證在不耽誤止常搶修的同時(shí)，還可以促使在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)測(cè)輸電線路。

4 、結(jié)語

近些年來，輸電線路線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線路中的逐步應(yīng)用，輸電線路通過對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其有效的提高了線路的管理及故障預(yù)測(cè)事件的發(fā)生情況，從而最大限度的保證輸電線路的正常運(yùn)行，降低故障發(fā)生率。

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