高壓輸電線路防雷措施分析及改進(jìn)方法

董曉燕

摘 要：高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。為保證高壓輸電線路的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)對(duì)各種防雷技術(shù)措施進(jìn)行綜合運(yùn)用，以此來(lái)增強(qiáng)線路的防雷水平。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)防雷技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)一些新的防雷技術(shù)，從而為高壓輸電線路防雷提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;綜合防雷;措施

1、常見(jiàn)高壓輸電線路防雷措施分析

1.1 絕緣子使用分析

絕緣子使用是現(xiàn)在比較常見(jiàn)的防雷措施之一，在高壓輸電線路上面安裝絕緣子能很有效地減少雷擊所造成的損失。利用絕緣子防雷的時(shí)候，一般原理就是支撐導(dǎo)線，防止電流回流，不過(guò)進(jìn)行相關(guān)工作的時(shí)候要注意環(huán)境的變化和電荷對(duì)其產(chǎn)生的影響，不然絕緣子就會(huì)失效。

1.2 避雷線防雷分析

避雷線經(jīng)常在線路防雷中使用，還有一種名稱是架空地線。線路被雷擊之后，避雷線可以將反正遮蔽，并且可以高效承擔(dān)電流。不過(guò)避雷線在很大程度上受保護(hù)角影響，并且不能很好的保護(hù)導(dǎo)線，時(shí)常會(huì)雷電繞機(jī)導(dǎo)線。

1.3 桿塔架設(shè)分析

桿塔一般都是支撐高壓輸電線路，不過(guò)桿塔的原材料為剛才和混凝土，比較容易出現(xiàn)裂縫，從而防護(hù)效果將會(huì)大打折扣，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致水泥桿爆裂、倒桿等現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)高壓輸電線路造成損壞。

1.4 接地裝置使用分析

對(duì)于高壓輸電線路的接地裝置來(lái)說(shuō)，它的原理就是把接地的那個(gè)電極和在地下的相關(guān)設(shè)備相互連接，不過(guò)運(yùn)用這個(gè)方案進(jìn)行防雷的時(shí)候，會(huì)有兩個(gè)不容忽視的風(fēng)險(xiǎn)。第一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，由于電線桿和土壤相互直接接觸，就會(huì)對(duì)其造成一定的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備造成一定的損壞;第二個(gè)風(fēng)險(xiǎn)就是，接地線在土地中的深度和長(zhǎng)度，都會(huì)對(duì)設(shè)備裝置之間的電阻造成一定程度上的影響。

2 高壓輸電線路綜合防雷技術(shù)措施的運(yùn)用

2.1 架設(shè)避雷線

在高壓輸電線路施工過(guò)程中，要架設(shè)避雷線用于保護(hù)高壓輸電線路的安全運(yùn)行。避雷線是最為基本和重要的防雷保護(hù)措施，具備防雷效果好、適用于高壓輸電線路防雷保護(hù)的特點(diǎn)，高壓輸電線路的電壓越高，越能起到良好的防雷效果。避雷線主要對(duì)高壓輸電線路遭受直擊雷有著明顯的防護(hù)作用，在避雷線架設(shè)過(guò)程中，應(yīng)減小避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角，以保證防雷效果。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，220kV高壓輸電線路以及330-500kV超高壓輸電線應(yīng)采用雙避雷線，避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角為20。同時(shí)，架設(shè)避雷線還能夠減少高壓輸電線在雷電天氣條件下的閃絡(luò)次數(shù)，保證線路絕緣子串的穩(wěn)定性，進(jìn)一步避免高壓輸電線形成感應(yīng)電壓，保證導(dǎo)線運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2 架設(shè)避雷針

避雷針是有效的防雷措施，應(yīng)將不同類型的避雷針架設(shè)到高壓輸電線的不同部位，以達(dá)到最佳的防雷效果。具體架設(shè)要求如下：（1）在高壓輸電線路的塔頂安裝可控放電避雷針，用避雷針吸引直擊雷，減少雷電繞擊高壓輸電線路的情況發(fā)生;（2）在地線上安裝防繞擊避雷短針。雷電繞擊根據(jù)輸電線路檔距可劃分為不同安全等級(jí)的區(qū)域，距桿塔10-30m處為雷電繞擊危險(xiǎn)區(qū)域，要重點(diǎn)采取有效的防雷措施。若地線上架設(shè)的避雷針側(cè)向斷針長(zhǎng)度超過(guò)臨界電暈半徑，則會(huì)使側(cè)向斷針產(chǎn)生上行先導(dǎo)，可增強(qiáng)地線的引雷能力，在發(fā)生雷擊之前進(jìn)行提前攔截，有效防范雷電繞擊高壓輸電線路。

2.3 合理架設(shè)桿塔

桿塔的接地電阻與桿塔的防雷效果有著直接影響，接地電阻越小，則桿塔的防雷效果越好。所以，在架設(shè)桿塔時(shí)要適當(dāng)降低接地電阻，阻止破壞電流流向地面，造成雷擊危害。尤其在山區(qū)的高壓輸電線路施工中，要合理架設(shè)桿塔，科學(xué)設(shè)計(jì)保護(hù)角，降低高壓輸電線路遭受繞擊的幾率。通過(guò)研究表明，桿塔高度與防雷效果有著直接關(guān)系，桿塔隨著高度的增高，其耐雷水平越差。在設(shè)計(jì)桿塔高度時(shí)，應(yīng)將其控制43m左右，以達(dá)到最佳的耐雷水平，提高高壓輸電線路防雷措施的防護(hù)效果。

2.4 減少地線電阻

當(dāng)桿塔遭遇到直擊雷的破壞時(shí)，在桿塔頂部與地面間會(huì)產(chǎn)生過(guò)大電壓，瞬間增加與高壓傳輸線路的電位差，在電位差超過(guò)絕緣材料的絕緣能力范圍時(shí)，就會(huì)造成線路閃絡(luò)。在此情況下，若因閃絡(luò)產(chǎn)生的電流傳導(dǎo)到其他臨近的桿塔，則會(huì)導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)高壓高電流，引發(fā)線路跳閘，造成輸電線路故障。為避免上述情況發(fā)生，可通過(guò)降低桿塔接地電阻減少電壓差，避免電壓差超過(guò)絕緣材料的承受范圍。在架設(shè)高壓輸電線時(shí)，為降低電阻，可將鎂合金地線埋設(shè)在線路下方，利用耦合地線增高壓輸電線路與避雷線耦合度，控制高壓輸電線路在遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生過(guò)大電壓，起到分擔(dān)電壓的作用，進(jìn)而提高輸電線路的防雷效果。

2.5 合理運(yùn)用不平衡的絕緣方式

不平衡的絕緣方式具有很多的優(yōu)點(diǎn)，首先不平衡的絕緣方式經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，其次，這種不平衡的絕緣方式操作起來(lái)簡(jiǎn)便，可以有效的增強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣水平，進(jìn)而在一定程度上提高高壓輸電線路的耐雷水平。在高壓輸電線路運(yùn)行時(shí)，一般線路出現(xiàn)跳閘的概率要明顯低于一些高塔桿的高壓輸電線路。為了有效的避免雷擊事故所造成跳閘現(xiàn)象，操作人員首先可以將高塔桿與避雷線之間的導(dǎo)線距離適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)，其次，工作人員可以在現(xiàn)有絕緣子串?dāng)?shù)量基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)脑黾?，從而在根本上提高高壓輸電線路的絕緣性能。現(xiàn)階段我國(guó)在高壓輸電線路的防雷措施上提倡使用不平衡的絕緣方式，將不同回路絕緣效果的差值設(shè)置成相應(yīng)的電壓峰值，在遇到雷擊事故時(shí)，絕緣子串?dāng)?shù)量較少的回路中就會(huì)事先發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，這樣地線就成為了雷擊事故發(fā)生時(shí)閃絡(luò)后的導(dǎo)線，從而有效的提高高壓輸電線路的耐雷水平，保障供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

輸電線路的運(yùn)行過(guò)程中，很容易受到外界因素和人為因素的影響，導(dǎo)致供電的質(zhì)量下降，尤其是雷擊現(xiàn)象影響最嚴(yán)重，它不但能破壞電力設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)威脅到人身安全。但是雷擊是一種客觀因素，所以電力人員只能在輸電線路中采取防雷接地的措施，以此來(lái)預(yù)防雷擊自然現(xiàn)象的發(fā)生，降低雷電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，提高輸電線路運(yùn)行的可靠性和安全性。

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