500kV輸電線路差異化防雷技術(shù)

徐振宇

（國網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 江西南昌 330000）

500kV輸電線路差異化防雷技術(shù)

徐振宇

（國網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 江西南昌 330000）

雷擊是一種破壞力極強的不可抗力因素，這一自然災(zāi)害已經(jīng)成為了業(yè)內(nèi)專家一致認為的對輸電線路造成最大損失的因素。盡管我國電力部門已經(jīng)運用了許多的防雷方式和防雷方針，但是雷擊對于輸電線路的破壞導(dǎo)致跳閘的問題仍然沒有得到解決。針對我國500kV線路近年來的雷擊事故分析，期望得到有效的差異化防雷的理論，以降低我國輸電線路的雷擊事故。

500kV輸電線路；差異化防雷；防雷技術(shù)

輸電線路是電力運輸?shù)幕就緩剑请娏ο到y(tǒng)之中不可或缺的一部分，為了保障輸電線路穩(wěn)定、安全的為用戶輸送電力，電力企業(yè)有不可推卸的責(zé)任去維護輸電線路的正常運行。而雷擊對輸電線路的破壞是不可避免、不可控的，作為一種威脅到輸電線路穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，本文著重探討差異化防雷理論，為電力部門提出可行的方案解決雷電對輸電線路的威脅。

1 500kV輸電線路中雷電的危害

1.1 感應(yīng)雷過電壓

在現(xiàn)實生活當(dāng)中，有雷電擊中輸電線路或者周圍的地面時，會產(chǎn)生電磁感應(yīng)的情況，一旦這種情況發(fā)生，導(dǎo)線上就會出現(xiàn)電壓，并且在導(dǎo)線中電流量也會飛速提升，這樣就形成了對周圍人類帶來隱患的高壓線路。由于線路本身的情況，導(dǎo)線的左右兩側(cè)會出現(xiàn)感應(yīng)過電壓波，在之后非常短的時間之內(nèi)，輸電線路就變身成為了高壓線路。面對這種情況時，最佳的解決方案是在安裝時把輸電線路電纜埋在地表之中，而將輸電線路架設(shè)在空中方法是無法做到預(yù)防感應(yīng)的，除此以外，還要布置好周圍的防雷設(shè)施，設(shè)置弱點保護裝置。

1.2 直擊雷過電壓

這里所講的直擊雷過電壓其實就是雷電直接命中了輸電線路的情況，在這種情況下，導(dǎo)線中會出現(xiàn)數(shù)量龐大的雷電經(jīng)過阻抗傳導(dǎo)到地面上，與此同時阻抗上會出現(xiàn)電壓下降的情況，而被雷電直接擊中的部位的電位上升。在直擊雷電過壓的情況之中，會有許多的電磁效應(yīng)產(chǎn)生，比如熱效應(yīng)和電效應(yīng)等等，會嚴(yán)重的破壞輸電線路的穩(wěn)定性，更有甚者會波及到人類，造成傷亡。正因為如此，在安裝輸電線路的具體工作過程中，在輸電線路周圍安裝避雷針是十分有必要的，能夠有效的避免雷電直接擊中輸電線路，通過避雷針對雷電引導(dǎo)的方式保護了輸電線路，以達到屏蔽雷電的效果。

1.3 雷電繞擊

在輸電線路的周圍安裝避雷針雖然能夠?qū)旊娋€路的穩(wěn)定性提供有效的保障，維護500kV輸電線路的安全和運行，但是仍然會出現(xiàn)其他的危險情況，比如雷電繞擊的情況就會不時出現(xiàn)。這里所講到的雷電繞擊其實本身是雷電繞開了避雷針而直接擊中了輸電線路上的導(dǎo)線，在一般情況中，雷電繞擊往往出現(xiàn)于輸電線路周圍空曠或者地形復(fù)雜的地帶。在出現(xiàn)了雷電繞擊的情況之后，雷電的電流會在導(dǎo)線左右兩側(cè)快速傳遞，形成了變相瓷瓶串閃絡(luò)，有時也會出現(xiàn)雷電電流繞過避雷針擊中輸電線路的一側(cè)而產(chǎn)生瓷瓶串閃絡(luò)。

1.4 雷電反擊

在500kV輸電線路中導(dǎo)線遭受電擊導(dǎo)致跳閘的情況就是雷電反擊。雷電反擊這一情況出現(xiàn)的原因是輸電線路遭到雷擊之后，強烈的電流擊中大地，導(dǎo)致了地面電壓瞬間攀升，與此同時輸電線路出現(xiàn)了更強大的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致輸電線路遭到損壞。雷電反擊這一情況出現(xiàn)的時候，破壞力巨大，瞬間可以釋放巨大的電壓，電流數(shù)值可以達到幾十萬安。從之前的一些情況分析來講，在500kV的輸電線路發(fā)生雷電反擊時一般有這兩種情況：雷電擊中了避雷針、雷電擊中了周圍設(shè)施，由于這些原地導(dǎo)致輸電線路發(fā)生的跳閘。

2 輸電線路運行中的防雷技術(shù)

2.1 正確的規(guī)劃輸電線路

雷電活動的范圍也是有跡可循的，在500kV輸電線路的選擇中應(yīng)當(dāng)盡可能的避免經(jīng)過雷擊活動頻繁的區(qū)域，這樣就從根本上減少了雷擊造成的危害，現(xiàn)實生活中常見的雷擊區(qū)有以下幾處：

（1）地層中含有較多的可導(dǎo)電礦物質(zhì)和地下河水位較高的區(qū)域。

（2）山脈于平原交界地帶等地質(zhì)活動區(qū)域。

（3）地表的土質(zhì)電阻率會產(chǎn)生巨大改變，容易形成低電阻率的區(qū)域。

（4）山脈中峽谷地帶以及雷暴走廊。

（5）植物生長狀況良好的向陽區(qū)域。

（6）周圍存在大量樹木、河流等盆地區(qū)域。

2.2 安裝避雷線

在許許多多的避雷設(shè)備當(dāng)中，避雷線是目前使用最為廣泛的一種，避雷線的作用在于實現(xiàn)輸電線路的分流、屏蔽、耦合，也可以有效的避免輸電線路被雷電直接擊中，并且避雷線在實際運用過程中防雷效果優(yōu)異。避雷線擁有分流的能力，能夠有效的降低通過輸電線塔的電流，降低地面和輸電線塔的電位差，對于降低雷電的危害有巨大的作用。避雷線還具備耦合的能力，他可以把輸電線路設(shè)備中的導(dǎo)線耦合到一起，可以有效的降低線路之中絕緣子電壓。此外避雷針還具有屏蔽的作用，他能夠屏蔽導(dǎo)線從而降低輸電線路中的感應(yīng)電壓。

2.3 安裝耦合地線

在一般情況之下，接地電阻在不能有效降低電流時才選擇使用架設(shè)耦合地線的方式，耦合地線的原理是在輸電線路的周圍安裝一條六合耦合地線，使耦合地線有效的分流電流，降低反擊電壓中的分量和絕緣子串之中兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，耦合地線的安裝可以減少雷擊輸電線路中出現(xiàn)的跳閘現(xiàn)象。

2.4 降低輸電線塔的接地電阻

在我們采取防雷保護措施時，首先需要思考的是500kV的輸電線路抵抗雷擊跳閘的水平和耐雷擊的質(zhì)量，防雷保護的措施通常使用的方式是降低輸電線塔和地面之間的接地電阻。當(dāng)前降低輸電線塔之中接地電阻的措施有以下幾種：

（1）在范圍較小但是架設(shè)接地網(wǎng)較為密集的區(qū)域使用在接地電阻中加入降阻劑的方式，通過這種手段來降低接地電阻，這也是應(yīng)用范圍最大的措施。

（2）采用爆破接地的方式，運用爆破技術(shù)把地面炸裂，之后使用壓力機把電阻率相對較低的材料打入地表之中，從而達到降低地表導(dǎo)電性的目的。

（3）增大水平方向接地電阻的面積，水平的接地電阻于電感效應(yīng)有相關(guān)性，當(dāng)水平接地電阻長度達到55m時，電阻率會在500Ω/m，當(dāng)水平接地電阻長度達到80m的時候，電阻率就上升到了2000Ω/m，正因為如此，水平接地電阻的長度越長，對于電阻的沖擊數(shù)值就會下降到穩(wěn)定的一個可控制的數(shù)值。

2.5 使用自動重合閘的設(shè)備

在電網(wǎng)的供電設(shè)施系統(tǒng)內(nèi)，自動跳閘也是一種保護供電設(shè)備的有效方式，當(dāng)供電設(shè)施自動跳閘的時候，故障一般就會消失，如果在500kV的輸電線路的實際運營過程中遭受到了雷擊，就會采取自動跳閘的方式保護供電設(shè)備和輸電線路，同時解決在輸電線路中網(wǎng)絡(luò)放電的故障，有效的解決發(fā)生長期的故障。安裝高質(zhì)量合理的自動重合閘設(shè)備，并且將供電設(shè)備的電子繼電保護器結(jié)合到一起，可以達到提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的，同時也可以提高供電系統(tǒng)的可靠性，還可以實現(xiàn)輸電線路之中遭遇雷擊跳閘時的自動恢復(fù)能力。

2.6 及時改進防雷技術(shù)

通過500kV輸電線路的不斷實踐的過程，必須不斷的總結(jié)防雷技術(shù)，提出新的防雷措施，改善現(xiàn)有的防雷措施，明確在改善過程中各個輸電線路改進的順序，并且采用規(guī)范、有序的方法實施各種先進的防雷技術(shù)，以達到降低建造成本，提高輸電線路穩(wěn)定性的目的。

3 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會的進步，輸電線路的防雷措施也一定會有所改進，防雷手段的質(zhì)量會更高，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、材料水平、生產(chǎn)工藝也會越來越好，在500kV輸電線路中的絕緣設(shè)施已經(jīng)有了巨大的提升。但是近些年以來，通過對500kV輸電線路運行的現(xiàn)狀進行分析發(fā)現(xiàn)，雷擊跳閘的現(xiàn)象并沒有得到顯著的改善，雖然線路絕緣的水平已經(jīng)達到標(biāo)準(zhǔn)，線路接地網(wǎng)的電阻也有了明顯的下降，但是在運行過程之中仍然有不少的隱患發(fā)生，這一現(xiàn)狀對之后的防雷技術(shù)提出了更高的要求。

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