同塔雙回特高壓輸電線路防雷策略研究

朱興文

【摘 要】隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及建設(shè)，農(nóng)業(yè)、工業(yè)和第三方產(chǎn)業(yè)對電力的需求不斷的增長，特高壓輸電線路的穩(wěn)定運行越來越重要。同塔雙回特高壓輸電的線路大部分都處于容易發(fā)生雷擊的山區(qū)地帶，雷擊危害是造成輸電線路設(shè)備損壞的主要原因。本篇文章分析了雷擊電壓，并且研究了防雷電打擊的措施，以及防雷措施繼續(xù)發(fā)展的意見。

【關(guān)鍵詞】同塔雙回；特高壓；輸電線路；防雷策略；研究

同塔雙回特高壓的輸電線路由于距離長、跨流域連接、跨區(qū)域連接等特征，受惡劣天氣以及地理環(huán)境的影響比較大。同塔雙回特高壓的輸電線路大部分都處在山區(qū)、人流量少的地帶，這些區(qū)域的雷電活動頻繁，這就導(dǎo)致了輸電線路的發(fā)生故障的主要因素就是雷擊。國外發(fā)達國家研究同塔雙回特高壓防雷的技術(shù)已經(jīng)比較發(fā)達，我國要借鑒國外發(fā)達國家的經(jīng)驗，積極的學(xué)習(xí)，促進我國特高壓防雷技術(shù)的發(fā)展。

一、防雷分析

國外對于同塔雙回特高壓防雷技術(shù)的研究從上世紀(jì)六十年代就已經(jīng)開始，在研究期間集中了學(xué)院、設(shè)計、科研以及政府的技術(shù)力量，通過研究理論可行性建議、在實際應(yīng)用時的研究以及進行實驗等多個步驟，進行大量實驗研究工作，在防雷工作上可謂是突破性的進展。

為更好的研究同塔雙回特高壓線路被雷電擊中的特征和被雷電擊中后跳閘的概率，俄羅斯等發(fā)達國家在1985年就開始對桿塔上雷擊電流量、被雷擊路線的位置等方面進行了研究。如下表實證分析：

本表說明了由于同塔雙回特高壓的輸電線路對于技術(shù)要求比較高，線路在設(shè)計階段、建造階段以及調(diào)試階段都是由專業(yè)人員進行工作的，所以使得同塔雙回特高壓輸電線路的穩(wěn)定性不斷提高，輸電線路的跳閘機率也不斷的降低，由于同塔雙回特高壓的輸電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線路數(shù)量多，在可以忽略人為干擾對輸電線路造成影響外，必須得控制外界干擾以及自然因素造成的影響，在這其中又以雷擊傷害為最主要因素[1]。

通常我們把雷電損壞輸電線路的原因分為兩個部分：第一個部分是雷電擊中電線桿塔，導(dǎo)致絕緣體反串雷電，引起輸電線路故障；第二個部分是雷電環(huán)繞擊中避雷線無法保護的范圍外，擊中了相導(dǎo)線，引起輸電線路損壞。

（一）雷電擊中電線桿塔時桿塔的耐雷電打擊水平

由于在同塔雙回特高壓輸電線路中，線路工作電壓在絕緣體中占據(jù)的比例比較大，所以要把工作輸電線路的電壓平均值加到絕緣體中所受到雷擊傷害的電壓中進行考慮計算。通過上圖圖表我們可以得知，同塔雙回特高壓輸電線路在遭受雷擊的耐雷擊壓力還是比較好的。在雷電擊中時雷電超過輸電線路耐壓范圍的輸電線路的概率也不高[2]。如果把桿塔的接地線阻進行降低，同塔雙回特高壓輸電線路耐雷擊的水平則會更高。

（二）雷電繞擊相導(dǎo)線時相導(dǎo)線的耐雷電打擊水平

輸電線路上的相導(dǎo)線的電壓是雷電電壓以及工作電壓相互疊加的，所以要考慮到對于工作電壓造成的影響。雷電繞擊相導(dǎo)線時相導(dǎo)線的耐雷電打擊的效果不佳，小流量的雷電擊中相導(dǎo)線仍會影響輸電線路正常工作，所以同塔雙回特高壓的輸電線路跳閘故障的原因是由雷電繞擊相導(dǎo)線引起的。

二、同塔雙回特高壓輸電線路的防雷措施研究

（一）平衡高防雷技術(shù)

由于同塔雙回特高壓的輸電線路的優(yōu)點是節(jié)省線路走廊，所以在近些年的防雷研究中我國已經(jīng)取得了重大進展，但是由于輸電線路的導(dǎo)線是垂直排列的，這種輸電線路由于桿塔較高，和同等級電壓的呈水平狀排列的線路向比較，同塔雙回特高壓的輸電線路的耐雷電擊的效果比較低。

國外發(fā)達國家關(guān)于同塔雙回特高壓的輸電線路的防雷措施研究非常寶貴，日本在上世紀(jì)六十年代采取了減少其中一回線路絕緣子串招的弧角距離，開展了兩回線路同時跳閘線路故障的研究，減少雙回線路同時跳閘的機率，試驗結(jié)果導(dǎo)致了同塔雙回特高壓的輸電線路的跳閘故障更高，最后日本采用了平衡高絕緣[3]。

我國由于對同塔雙回特高壓的輸電線路防雷措施的研究剛開始，所以一方面要借鑒發(fā)達國家的成功經(jīng)驗，一方面又要吸取日本試驗的經(jīng)驗教訓(xùn)，在同塔雙回特高壓的輸電線路的防雷策略中使用平衡高絕緣技術(shù)。

（二）線路避雷器

對于地理環(huán)境復(fù)雜、土壤的電阻率高、雷電活動比較頻繁的地區(qū)，要使用線路避雷器來降低同塔雙回特高壓的輸電線路的遭雷擊機率，取代以往傳統(tǒng)的避雷措施，這種避雷措施的方法作用明顯，并且成本低，可以大范圍的推廣。

借鑒國外發(fā)達國家的研究經(jīng)驗，國內(nèi)國外的防雷實驗都表明了不管是雷電繞擊導(dǎo)線還是雷擊塔頂?shù)姆磽舴矫?，在同塔雙回特高壓的輸電線路線路上安裝線路型金屬氧化物避雷器，在同塔雙回特高壓的輸電線路的防雷效果中都是很值得推廣的[4]。

（三）避雷針的可控放電技術(shù)

通過實驗研究可以發(fā)現(xiàn)，同塔雙回特高壓的輸電線路的防雷措施中，尤其適合可控放電型的避雷針。可控放電型的避雷針與傳統(tǒng)的避雷針相比，可控放電型的避雷針有相對比較大的保護角，對于雷電的引擊能力強，這種技術(shù)可以減少輸電線路被雷擊的概率[5]。除此之外，可以根據(jù)同塔雙回特高壓輸電線路的耐雷擊水平，可控放電型的避雷針主放電的電流量比較小、陡度也比較低，同塔雙回特高壓的輸電線路防雷時可以使用這種類型的避雷針，可控放電型的避雷針可以耐得住雷擊的放電電流，而且不會發(fā)生輸電線路發(fā)生跳閘現(xiàn)象。

（四）半導(dǎo)體防雷技術(shù)

半導(dǎo)體的消雷器是一種新型的防止雷擊的裝置，它的優(yōu)點是可以降低雷電陡度和電流的幅值。半導(dǎo)體的消雷器的組合是5- 19跟半導(dǎo)體針，都是呈向上的狀態(tài)，按照順序布置在垂直交叉的扇面上，每一根的針長度大約為5米，每一根半導(dǎo)體針的下端都有四根長度為30厘米的金屬針。

半導(dǎo)體的消雷技術(shù)原理為：阻礙上行導(dǎo)體的發(fā)展，依靠半導(dǎo)體電阻的限流消滅往上部發(fā)展的雷電，對雷電中的電荷進行中和，削弱雷電的危害力度，依靠下方端頭的特殊形狀增加對于下部發(fā)展雷電的吸引能力，增加特高壓輸電線路的保護范圍。

三、結(jié)語

總的來說，目前我國同塔雙回特高壓的輸電線路的防雷措施水平還是有比較先進的水平，但是和國外發(fā)達國家的輸電線路防雷技術(shù)相比較，我國的技術(shù)仍然有一定的差距，所以在高壓輸電線路的防雷措施中，我們還有大量的工作要去做。由于雷電是無法避免的自然現(xiàn)象，所以需要各個地區(qū)的電力部門進行合作，才可以盡量的減少輸電線路發(fā)生故障，將雷電帶來的損失傷害降到最低。

參考文獻：

[1]谷定燮，胡偉，張業(yè)茂，何慧雯.1000kV交流同塔雙回線路傘形塔與鼓型塔比較[J].高電壓技術(shù)，2010，01：129- 135.

[2]孫義豪，司馬文霞，楊慶，袁濤，孫才新，李建標(biāo).1000kV/500kV同塔混壓4回輸電線路的防雷性能[J].高電壓技術(shù)，2011，09：2102- 2110.

[3]尤少華，劉云鵬，律方成，萬曉東，萬啟發(fā)，吳湘源.特高壓交流同塔雙回試驗線段雨天電暈損失研究[J].高電壓技術(shù)，2011，09：2149- 2155.

[4]李振，余占清，何金良，彭向陽，李志峰.線路避雷器改善同塔多回線路防雷性能的分析[J].高電壓技術(shù)，2011，12：3120- 3128.

[5]趙志斌，董松昭，謝輝春.特高壓交流同塔雙回輸電線路鄰近建筑物時畸變電場研究[J].高電壓技術(shù)，2012，09：2171- 2177.