論高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用

張小勇

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

論高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用

張小勇

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

近年來(lái)，用電量不斷增加，對(duì)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性提出了較高要求，而高壓輸電線路是供電系統(tǒng)的重要組成部分，在保證供電安全方面發(fā)揮著重要的作用。防雷工作日漸成為電力系統(tǒng)工作開展的重點(diǎn)，相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合高壓輸電線路運(yùn)行實(shí)際情況，制定綜合防雷方案，以此維護(hù)高壓輸電線路運(yùn)行安全性。鑒于此，本文就高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

高壓輸電線路；綜合防雷；具體措施

1、輸電線路雷擊放電原理

一般情況下，雷云放電產(chǎn)生的電流可以達(dá)到幾十千安，如果放電情況比較嚴(yán)重，產(chǎn)生的電流甚至可以達(dá)到幾百千安。先來(lái)介紹雷電壓和雷電流的形成過(guò)程。雖然雷電現(xiàn)象形成的過(guò)程是比較復(fù)雜的，但可以將其簡(jiǎn)單地理解為電磁波的傳播過(guò)程。雷電在擊中導(dǎo)線以后，雷電流會(huì)沿著兩路前進(jìn)，在其前進(jìn)的過(guò)程中還會(huì)伴隨有電壓行波，這二者構(gòu)成了電磁波，電磁波在傳播的過(guò)程中是以光速前進(jìn)的。

通常來(lái)說(shuō)，波阻抗的數(shù)值為300歐。如果雷電擊中桿塔的頂部，而塔腳接地電阻的阻值又是比較小的，則會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，雷電過(guò)電壓有兩種形式：一種是雷電感應(yīng)過(guò)電壓；另一種是直擊雷過(guò)電壓。首先，介紹雷電感應(yīng)過(guò)電壓。在雷雨天氣中，雷電直接擊中高壓輸電線路的概率是比較小的，通常來(lái)說(shuō)雷電會(huì)擊中高壓輸電線路周圍的空地或者是擊中避雷針、桿塔等。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，感應(yīng)過(guò)電壓一般在500～600千伏之間，很少會(huì)超過(guò)600千伏。因此，對(duì)于一般的高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓時(shí)是不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的。如果雷電擊中的是避雷針或者是桿塔的塔頂，則會(huì)形成雷電反擊過(guò)電壓，其具體的數(shù)值和桿塔的高度、類型等有很大的關(guān)系。其次，介紹直擊雷過(guò)電壓。如果雷電直接擊中了導(dǎo)線，則會(huì)產(chǎn)生直擊雷過(guò)電壓。

2、高壓輸電線路雷擊事故原因

雷擊跳閘事故直接影響高壓輸電線路正常運(yùn)行，導(dǎo)致雷擊跳閘事故的原因較多，具體表現(xiàn)為如下方面：①桿塔接地效果不佳，使得接地電阻阻值過(guò)大，降低了高壓輸電線路防雷能力，從而增加雷擊事故發(fā)生幾率；②絕緣配置欠缺，在高壓輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，絕緣配置主要起到避免發(fā)生電流回流問(wèn)題的作用，若在具體運(yùn)行中絕緣配置欠缺則極易導(dǎo)致跳閘事故。并且由于很多絕緣設(shè)備使用時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)了老化情況，增加了跳閘事故的發(fā)生幾率；③避雷線使用不規(guī)范，避雷線是高壓輸電線路重要避雷措施，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，避雷線能夠?qū)⒗纂姾途€路隔絕，進(jìn)而避免雷擊事故發(fā)生。但是在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多人員忽略了桿塔保護(hù)角度問(wèn)題，使得避雷線使用存在較大局限性，增加了閃絡(luò)問(wèn)題發(fā)生幾率。

3、高壓輸電線路綜合防雷措施的具體應(yīng)用

3.1 桿塔防雷措施應(yīng)用

在桿塔防雷過(guò)程中，最簡(jiǎn)單的措施就是降低接地電阻的阻值。隨著接地電阻的阻值降低，能夠確保電流順利的流向大地，避免因?yàn)殡娏鬟^(guò)高對(duì)桿塔造成影響。另外，降低接地電阻能減輕雷擊對(duì)桿塔帶來(lái)的損害。首先，對(duì)桿塔防護(hù)角進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，然后通過(guò)相關(guān)公式對(duì)保護(hù)角進(jìn)行合理檢驗(yàn)，避免保護(hù)角出現(xiàn)不科學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)線路造成嚴(yán)重危害。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)南方地區(qū)全年的落雷次數(shù)大概在1000次左右，在這種環(huán)境下，桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)計(jì)為負(fù)保護(hù)角。我國(guó)中部地區(qū)全年落雷次數(shù)大概在800次左右，該地區(qū)的桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)置在5°～10°范圍內(nèi)。我國(guó)北方地區(qū)的全年落雷次數(shù)大概在500次以下，在這種情況下，桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)置在10°～15°之內(nèi)。

3.2 降低塔桿接地電阻值

降低塔桿接地電阻值對(duì)增強(qiáng)線路的防雷水平也是一種行之有效的方法，一般搭配避雷線一起使用。當(dāng)輸電線路被雷擊之后，能夠大幅度降低雷電壓。輸電電壓在110～500kV的耐雷水平與塔桿接地電阻值的關(guān)系如下表所示，根據(jù)具體的需求選擇合適的阻值即可。目前常用的減低阻值的方法有：利用降阻劑，在接地極的周圍輻射降阻劑；爆破接地技術(shù)，通過(guò)爆破技術(shù)將接地裝置炸裂，然后用壓力機(jī)將低電阻材料壓入縫隙中，將整個(gè)電阻的電導(dǎo)率降下來(lái)；擴(kuò)大接地面積；外引接地，選擇地導(dǎo)電率的土壤外界一個(gè)接地。

表輸電電壓與接地阻值的關(guān)系

3.3 避雷線架設(shè)

在輸電線路防雷中，避雷線的架設(shè)是最重要的手段之一，可以有效降低雷電對(duì)輸電線路造成的影響。尤其是在空曠區(qū)域中，著重加強(qiáng)避雷線的架設(shè)，避免雷電直接擊中高壓輸電導(dǎo)線。例如，在2015年7月12日，某電力企業(yè)中一處輸電線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，經(jīng)工作人員檢查發(fā)現(xiàn)，由于雷電影響，40-41號(hào)鐵塔之間的輸電線路絕緣層出現(xiàn)損毀，造成了輸電線路的永久接地。事件后，人們發(fā)現(xiàn)在39-40鐵塔中，由于避雷線的安裝，雷電并沒有對(duì)輸電線路絕緣層造成任何影響，還能正常的輸送電能。根據(jù)實(shí)例可以看出，避雷線路的架設(shè)，不僅可以避免輸電線路遭受雷擊，還可以對(duì)絕緣層進(jìn)行有效保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在具體運(yùn)行過(guò)程中，高壓輸電線路容易受到環(huán)境等因素影響，雷擊概率較高，嚴(yán)重威脅著線路的安全性和平穩(wěn)性，因此相關(guān)單位必須采取有效的防雷措施，從接地電阻調(diào)整和避雷線應(yīng)用等方面著手，提高線路的耐雷水平。

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張小勇，男，1978年11月出生，重慶開州區(qū)人(籍貫)