劉凱

摘要：近些年來，我國電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，因為雷擊而引起的輸電線路運行故障問題越來越多，嚴(yán)重影響了輸電線路設(shè)備的安全運行，輸電線路因為雷擊造成的跳閘故障是影響供電安全的一個很大難題。所以，對輸電線路的防雷保護并找到一些合理有效的輸電線路防雷措施，是我國電力企業(yè)始終關(guān)注的重要問題。

關(guān)鍵詞： 110kV輸電線路;雷擊;危害;防范措施

引言

近年來， 根據(jù)故障分類統(tǒng)計， 線路因雷擊而引起的事故日益增多， 對線路的安全運行造成了嚴(yán)重威脅， 有部分110KV線路又是跨境線路， 每次事故巡視不但浪費了巨大的人力、物力而且加大了運行維護人員的勞動強度， 由此線路的防雷保護成了運行維護的重中之重， 防雷保護迫在眉睫。

1雷擊對輸電線路的危害

雷害對輸電線路的危害形式主要有兩種：直擊雷和感應(yīng)雷。在實際運行中，常常是根據(jù)故障現(xiàn)象和以往經(jīng)驗來分析110kV及以上電壓等級輸電線路受到雷害的原因。這樣的分析方法很難對雷害原因作出準(zhǔn)確判斷，進而影響防雷的效果。對于架設(shè)在丘陵、山地地區(qū)的線路，山坡地形等因素對地面的空間電場影響比較大，繞擊率達(dá)到平原地區(qū)線路的3倍以上。直擊雷過電壓是雷電中危害電力設(shè)備絕緣最嚴(yán)重的一種。它的峰值非常高，容易對輸電線路造成燒傷、擊穿、絕緣子閃絡(luò)甚至導(dǎo)線被擊斷而引起停電事故等嚴(yán)重破壞現(xiàn)象。

2主要存在問題

2.1設(shè)計不合理

設(shè)計不合理主要體現(xiàn)在桿塔線路接地網(wǎng)設(shè)計不合理，在很多偏遠(yuǎn)的地方仍然使用20世紀(jì)八九十年代的輸電線路。由于當(dāng)時設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)偏低，使用的接地鋼材多為扁鋼，不耐腐蝕，長時間運行后阻力會變大，接地不符合防雷要求。因此，在當(dāng)前的使用功率電流下，防雷能力的偏向較弱。隨著人們生活水平的提高，對電器的功率需求越來越大，此類電路在長時間、大功率情況下運行易受到損害。設(shè)計不合理主要是由于線路陳舊引起的。

2.2接地腐蝕

在社會發(fā)展過程中，由于能源材料的不斷消耗和工業(yè)發(fā)展爆棚，局部地區(qū)產(chǎn)生酸雨等較強的腐蝕性液體。這對常年深埋于地下的線路十分不利，極易出現(xiàn)接地網(wǎng)腐蝕，造成電阻增大。使得碳鋼變脆、分層、松散，甚至破碎。對于氣候惡劣或者受到大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，接地腐蝕更顯嚴(yán)重。而對于靠海地區(qū)，由于海水或者海風(fēng)中帶來NaCl成分，在長期使用過程中，鋼材會受到不同程度的腐蝕，其鋼材的電阻也會增大，進而造成接地不良。

2.3施工不達(dá)標(biāo)

在避雷工程中，接地電路是深埋于地下的隱藏工程，因此使用質(zhì)量不易保證，達(dá)不到工程要求也是常有的事情。高壓線路全線施工線路長，涉及土壤各有不同，地質(zhì)環(huán)境有很大的差異。所以，在施工過程中時，如果整條電路都采用同一種標(biāo)準(zhǔn)，易造成線路搭建過程中出現(xiàn)不合理的情況。另外，當(dāng)監(jiān)督施工督促不到位時，會使埋于地下的防雷接地線路不夠，甚至部分裸露在土壤外。施工采購中，存在以次充好的情況，使得次品流入電路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，可能平時不會出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。但是，當(dāng)受到雷擊或者較大浪涌電流時，由于電阻大等其他原因，會使某個局域區(qū)域的電路輸電線癱瘓，從而影響整條輸電電路的正常運轉(zhuǎn)。

3輸電線路防雷措施分析

3.1降低桿塔接地電阻

具體做法為：（1）垂直深井地極的材料采用鍍銅鋼棒地極，直徑Ф14.2mm，每根長1.22m，中間用專用連接器將多根接地棒連接起來，得到所需要的長度。鍍銅鋼棒地極因其強度高，所以特別適合深鉆，很容易打入地下，無需機械鉆孔開挖，施工方便。深井地極施工方法：在距離桿塔1米左右選好點后開挖深0.6～0.8米、寬0.4米的坑。將第一根帶有鉆頭的鍍銅鋼棒從坑中間打入地下，當(dāng)?shù)貥O棒上端離坑底0.1米時，用專用連接器接上第二根鍍銅鋼棒。然后繼續(xù)往下打，以此類推，打到所需要的長度或地極棒鉆頭碰到大石頭或巖石層即可停止。每組深井地極之間的距離應(yīng)大于5米。在施工過程中，當(dāng)鍍銅鋼棒碰到大石頭或巖石層無法再打下去，深井地極長度不夠要求時，根據(jù)具體情況，可增加深井地極組數(shù)量，直到接地電阻值達(dá)到要求為止。（2）對于部分地基電阻率過高的桿塔，采用地網(wǎng)引出，在其附近電阻率較低區(qū)域建立地網(wǎng)，以水平地極為主垂直地極為輔的延伸地極方式。

3.2安裝復(fù)合外套金屬氧化物線路避雷器

裝設(shè)線路避雷器防雷要達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟性，具體要求如下：（1）對特殊的桿塔（如坡頂、跨度較大桿塔及遭受過雷擊或易遭受雷擊的桿塔）安裝一組（三相）線路避雷器。（2）孤立桿塔安裝一組（三相）線路避雷器。（3）接地電阻很大的桿塔安裝一組（三相）線路避雷器。

3.3增加桿頭絕緣

為了進一步提高輸電線路的絕緣水平，保證防雷接地設(shè)施的正常運行，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化絕緣子設(shè)計，提高防雷接地設(shè)施的運行效果。在設(shè)計工作中，設(shè)計人員應(yīng)該優(yōu)先選擇制作技術(shù)水平高的優(yōu)質(zhì)絕緣子，并充分考慮實際情況衡量絕緣子維修更換工作的難易程度，盡量降低操作難度，同時也要保證設(shè)計方案的可靠性，就目前來講，有機合成絕緣雖然相較于陶瓷、玻璃絕緣子性能稍差一些，但是由于其具備抗擊穿結(jié)構(gòu)，可以在受雷擊時規(guī)避不可逆現(xiàn)象，所以設(shè)計人員可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r選擇合適的絕緣子來提高輸電線路抗雷擊水平。

以110kV線路為例，如果線路所處地區(qū)的海拔低于1000m，其絕緣子數(shù)量應(yīng)為8片左右;如果檔距過大或是桿塔高于了40m，那么，絕緣子數(shù)量應(yīng)按照每增加10m加裝1片的標(biāo)準(zhǔn)來確定。對大跨越、谷口兩側(cè)、懸崖邊及易受雷擊的桿塔增加1～2片絕緣子，提高耐雷水平。

3.4加裝側(cè)向避雷針

在超過30米高度、大跨越、谷口兩側(cè)、懸崖邊及易受雷電繞擊的桿塔上安裝側(cè)向避雷針，以防護進入桿塔側(cè)面避雷線屏蔽失效區(qū)的低空雷電先導(dǎo)，補充避雷線屏蔽的不足。

3.5設(shè)置耦合底線

如果對土壤電阻率的減少和對避雷線的設(shè)置還是沒能有效改善防雷的效果，那就需要進行耦合底線的設(shè)置來減少輸電線路被雷擊的可能性。所謂的耦合底線的設(shè)置就是在輸電線的下面設(shè)立一個底線，然后通過對避雷線以及輸電線之間的耦合的強度，讓輸電線路上的電壓能有效減弱，并且輸電線路如果遇到雷電的突襲還可以有分流的作用，可以有效避免輸電線路遭遇雷電的襲擊而發(fā)生設(shè)備出現(xiàn)故障的概率

3.6自動重合閘保護裝置

在輸電線路的防雷設(shè)計中，設(shè)置自動重合閘保護裝置是較為常見的設(shè)計方法之一，設(shè)計人員應(yīng)對工程所在地區(qū)的降雨及雷電情況進行前期勘察，針對當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r需求對自動重合閘保護裝置進行設(shè)計并在安裝時對其進行科學(xué)調(diào)試，以此確保輸電線路在遭遇雷電閃絡(luò)后可以進行自動重合，保證線路的正常運行，降低因雷擊造成的停電事故的發(fā)生概率。

結(jié)論

雷電是一種自然現(xiàn)象不能阻止，只能通過人為方法減少雷電對輸電線路的影響。常規(guī)方法不能高效全面地提高輸電線路的抗雷率，只能局部降低雷電反擊跳閘率。氧化鋅避雷器可從根本上消除雷電反擊跳閘率，防止雷電擊中輸電線路和輸電高塔。架設(shè)避雷線、減少保護角及降低桿塔接地電阻都可有效提高輸電線路的耐雷水平。添加降阻劑可降低地區(qū)的電阻率，但是對于一些高電阻率的地區(qū)效果并不顯著。安裝線路型避雷器可顯著提高輸電線路的耐雷能力，但安裝成本過高，不適合大面積鋪設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]向永康.分析高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合[J].通訊世界，2018（09）：143-144.

[2]文建鵬.架空輸電線路防雷與接地技術(shù)研究[J].技術(shù)與市場，2018，25（09）：145-146.