輸電線路的防雷保護(hù)及措施探討

鄭磊

摘 要：輸電線路作為電網(wǎng)中重要的組成部分，其能否正常運(yùn)行，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定性。特別是在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)電能需求不斷加大的情況下，更需要確保輸電線路安全、可靠的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電能穩(wěn)定的供應(yīng)。文章從雷擊導(dǎo)致輸電線路跳閘的類(lèi)型入手，對(duì)輸電線路防雷保護(hù)方面存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)輸電線路防雷保護(hù)及具體防雷措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：雷擊；輸電線路；防雷；保護(hù)；措施

前言

目前輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)其運(yùn)行的安全性影響的因素較多，而這其中雷擊是非常重要的安全隱患之一，極易導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘故障，特別是在山區(qū)，輸電線路更易受到雷電的襲擊，從而給安全運(yùn)行帶來(lái)較大的影響。所以需要對(duì)輸電線路中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出切實(shí)有效的保護(hù)措施，確保輸電線路能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 雷擊導(dǎo)致輸電線路跳閘的類(lèi)型

1.1 繞擊跳閘

繞擊跳閘在輸電線路上發(fā)生的較為頻繁，由于在輸電線路上都架有架空的避雷針線，所以發(fā)生繞擊跳閘的故障點(diǎn)通常都處于垂直排列的中相和上相，或是水平排列的邊相。由于輸電線路所處的位置較為特殊，所以即使是安裝了合格的接地電阻，但一些較小的雷擊電能也極作用到輸電線路上，導(dǎo)致繞擊現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2 反擊跳閘

導(dǎo)致反擊跳閘故障發(fā)生時(shí)，多數(shù)情況下都是由于接地電阻不合格所導(dǎo)致的，這種故障多發(fā)生在35kv～220kv的輸電線路中，容易發(fā)生故障的相線多為垂直排列的中相和下相，也有發(fā)生在水平排列的中相位置的，通常故障點(diǎn)為多基多項(xiàng)或是一基多項(xiàng)點(diǎn)為主。

1.3 感應(yīng)雷擊跳閘

這種故障多發(fā)生在35kv之下等級(jí)的輸電線路中，由于這類(lèi)線路都沒(méi)有進(jìn)行架空避雷針線，所以故障相多以垂直分布的上相或是水平排列的變相為主，故障點(diǎn)也以一基多相或是單相的方式存在，此故障發(fā)生時(shí)，與是否有合格的接地電阻并沒(méi)有多大的關(guān)系，只有雷擊故障較大，都極易導(dǎo)致雷擊跳閘故障的發(fā)生。

2 輸電線路防雷保護(hù)方面存在的主要問(wèn)題

2.1 雷擊活動(dòng)復(fù)雜、隨機(jī)性大

雷電的發(fā)生由于具有較大的隨機(jī)性，而且也較為復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和進(jìn)行測(cè)量，這樣就導(dǎo)致不能準(zhǔn)確的對(duì)每次雷擊參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，從而導(dǎo)致輸電線路的閃絡(luò)類(lèi)型無(wú)法進(jìn)行正確的判斷。

2.2 輸電線路設(shè)計(jì)水平亟待提高

目前在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)水平的差異，再加之不同級(jí)別和地區(qū)在設(shè)計(jì)時(shí)缺乏有相關(guān)因素的考慮，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)存在較大的缺陷，特別是在設(shè)計(jì)信息的提供上，存在著較大的隨意性，這樣就導(dǎo)致一旦遇到雷電天氣，則極易導(dǎo)致雷擊跳閘事故的發(fā)生。

2.3 接觸點(diǎn)焊接質(zhì)量較低

由于多種原因?qū)е螺旊娋€路施工過(guò)程中對(duì)水平接地體的一些接頭存在焊接缺陷，導(dǎo)致跳閘故障經(jīng)常發(fā)生。

2.4 接地電阻普遍較高

接地電阻偏高給輸電線路的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅，成為了導(dǎo)致輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重大隱患。這主要是由于接地裝置在多年的運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有得到有效的修繕和維護(hù)，腐蝕嚴(yán)重而導(dǎo)致的。

3 輸電線路防雷保護(hù)

3.1 裝設(shè)自動(dòng)重合閘。由于雷擊造成的閃絡(luò)多數(shù)能在跳閘后自行恢復(fù)絕緣性能，所以重合閘成功率較高。重合閘裝置作為線路防雷的一項(xiàng)重要措施，可有效地保證雷擊跳閘后的供電可靠性。

3.2 采用消弧線圈接地方式。對(duì)于雷電活動(dòng)強(qiáng)烈，接地電阻又難以降低的地區(qū)，可采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式，絕大多數(shù)的單相閃絡(luò)著雷接地故障能被消弧線圈所消除。而在兩相或三相著雷時(shí)，雷擊引起第一相導(dǎo)線閃絡(luò)并不會(huì)造成跳閘，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣子串上的電壓下降，從而提高了耐雷水平。

3.3 加裝氧化鋅避雷器。這種方法造價(jià)高，效果最好，可以防止各種過(guò)電壓，但避雷器本身需要定期檢查試驗(yàn)，運(yùn)行成本較高，對(duì)于交通不便的地方不適宜，一般用于35kv線路。

3.4 采用不平衡絕緣方式。在同桿架設(shè)的雙回線路中，當(dāng)采用常規(guī)的防雷措施不能滿足要求時(shí)，還可以采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雙回路雷擊同時(shí)跳閘率。雷擊時(shí)，絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對(duì)另一回路導(dǎo)線的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平，使之不發(fā)生閃絡(luò)以保證繼續(xù)供電。

3.5 適當(dāng)增加線路的絕緣配置，降低建弧率。這種方法投資巨大，施工工作量也大，涉及對(duì)導(dǎo)線弧垂的調(diào)整。

3.6 架設(shè)偶合地線。在降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，可以采用在導(dǎo)線下方架設(shè)地線的措施，其作用是增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用，以降低絕緣子串上的電壓。

3.7 加裝可控放電避雷針。該裝置以緩慢變化的小電流上行雷閃放電形式泄放雷云電荷，從而避免強(qiáng)烈的下行雷閃放電。這種方法造價(jià)比較便宜，使用效果好，但對(duì)大檔距線路保護(hù)范圍不足。

3.8 架設(shè)避雷線。目前在高壓和超高壓輸電線路上，都會(huì)采用避雷線來(lái)進(jìn)行加高，這是最主要的防雷措施，避雷線對(duì)直擊雷具有良好的防范作用，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流進(jìn)行分流，降低桿塔的電位，有效的減少導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。

3.9 降低桿塔接地電阻。通過(guò)降低桿塔的接地電阻可以有效的提高線路的耐雷水平，避免發(fā)生反擊。而在土壤電阻率較低的地區(qū)，則需要充分的利用桿塔的自然接地電阻，利用地中伸長(zhǎng)引線，從而實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)線間的耦合作用，這樣可以有效的將絕緣子串上的電壓降低，使線路能夠有效的防范雷擊。

4 輸電線路防雷的主要措施

4.1 分流。目前在現(xiàn)代防雷技術(shù)中，分流非常關(guān)鍵的措施之一，通過(guò)分流可以有效的起到防范雷擊的作用。在一切入室的導(dǎo)線，將導(dǎo)線和接地線之間并聯(lián)一種避雷器，這樣當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，過(guò)電壓經(jīng)由導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或是設(shè)備時(shí)，則避雷器的電阻則會(huì)降至最低，從而將過(guò)電壓分流到地下，充分的實(shí)現(xiàn)保護(hù)電子設(shè)備的作用。

4.2 屏蔽。為了有效的對(duì)電子設(shè)備在雷電電磁脈沖輻射下受到影響，所以利用金屬網(wǎng)、箔、殼和管等導(dǎo)體將需要保護(hù)的對(duì)象屏蔽起來(lái)，從而隔斷閃電脈沖電磁場(chǎng)的通道，防止雷電對(duì)設(shè)備帶來(lái)的損壞發(fā)生。

4.3 接地。利用接地可以將進(jìn)入防雷系統(tǒng)的閃電能量有效的進(jìn)入到大地，將強(qiáng)大的雷擊電流入下到地下。所以在防雷系統(tǒng)中，接地是最為基礎(chǔ)的防范，如果沒(méi)有很好的做好接地，則會(huì)導(dǎo)致防雷系統(tǒng)顯現(xiàn)不出來(lái)有效的防雷效果來(lái)，所以需要在進(jìn)行接地安裝時(shí)要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，確保安全。

4.4 接閃。接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按照人們?cè)O(shè)計(jì)的通道泄放到大地中去。把一定保護(hù)范圍的閃電放電捕獲到，納入預(yù)先設(shè)計(jì)的對(duì)地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動(dòng)式接閃裝置，其功能就是把閃電電流引導(dǎo)入大地。

4.5 均壓連接。將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來(lái)，一直到接地裝置。這樣在閃電電流通過(guò)時(shí)，所有設(shè)施立即形成一個(gè)“等電位島”，保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。

5 結(jié)束語(yǔ)

輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以在輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，需要做好防雷保護(hù)措施，根據(jù)線路的實(shí)際情況對(duì)輸電線路的防雷方式進(jìn)行選擇，同時(shí)還要根據(jù)相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，確保所選擇的防雷保護(hù)措施具有切實(shí)可行性，從而使輸電線路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。