淺談輸電線路防雷措施
摘要：為防止和減少雷害故障，設計中我們要全面考慮高壓送電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結合原有高壓送電線路運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運行方式等，通過比較選取合理的防雷設計，提高高壓送電線路的耐雷水平。
關鍵詞：高壓送電 輸電線路 防雷措施
一、概述
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展與電力需求的不斷增長，電力生產(chǎn)的安全問題也越來越突出。電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區(qū)的輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據(jù)運行記錄，架空輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以對于送電線路來講，雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性，目前世界上對輸電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分。因此防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障，進而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。尋求更有效的線路防雷保護措施，一直是電力工作者關注的課題。
目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設在桿塔頂端的架空地線，其運行維護工作中主要是對桿塔接地電阻的檢測及改造。由于其防雷措施的單一性，無法達到防雷要求。而推行的安裝耦合地線、增強線路絕緣水平的防雷措施，受到一定的條件限制而無法得到有效實施，如通常采用增加絕緣子片數(shù)或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來提高線路絕緣，對防止雷擊塔頂反擊過電壓效果較好，但對于防止繞擊則效果較差，且增加絕緣子片數(shù)受桿塔頭部絕緣間隙及導線對地安全距離的限制，因此線路絕緣的增強也是有限的。將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、進行綜合分析運用，從它們對防止雷擊形式的針對性出發(fā)，真正做到切實可行而又能收到實際效果。
二、雷擊線路跳閘原因
高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關：線路絕緣子的50%放電電壓;有無架空地線;雷電流強度;桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對性，因此，在進行高壓送電線路設計時，我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。
1.高壓送電線路繞擊成因分析。根據(jù)高壓送電線路的運行經(jīng)驗、現(xiàn)場實測和模擬試驗均證明，雷電繞擊率與避雷線對邊導線的保護角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過的地形、地貌和地質條件有關。
2.高壓送電線路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線時，雷電電流流過塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時在相導線上產(chǎn)生感應過電壓。
三、高壓送電線路防雷措施
清楚了送電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因，我們就可以有針對性的對送電線路所經(jīng)過的不同地段，不同地理位置的桿塔采取相應的防雷措施。目前線路防雷主要有以下幾種措施：
1.加強高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強零值絕緣子的檢測，保證高壓送電線路有足夠的絕緣強度是提高線路耐雷水平的重要因素。
2.降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎，是最經(jīng)濟、有效的手段。
3.根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在雷電活動強烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段，可以增設耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導線之間的耦合系數(shù)增大，并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側分流，從而提高高壓送電線路的耐雷水平。
4.適當運用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。
對安裝線路避雷器、降低桿塔的接地電阻兩方面進行分析：
1.安裝線路避雷器。在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。由于常用的避雷器是瓷外套，比較重，安裝不便，使用在線路上有一定的局限性，而且如果發(fā)生爆炸，它的碎片將危及臨近絕緣子的運行安全，所以必須選擇一種比較適合于線路上使用的避雷器。國際上，美國、日本、俄羅斯等國已大量使用復合外套氧化鋅避雷器。隨著我國硅橡膠技術的發(fā)展，我國也相繼研制成功了110kV、220kV的復合外套氧化鋅避雷器，另外，還可以外部帶間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器
2.降低桿塔的接地電阻。桿塔接地電阻增加有以下原因：
(1)接地體的腐蝕，特別是在山區(qū)酸性土壤中，或風化后土壤中，最容易發(fā)生電化學腐蝕和吸氧腐蝕，最容易發(fā)生腐蝕的部位是接地引下線與水平接地體的連接處。
(2)在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去與大地的接觸。
(3)外力破壞，桿塔接地引下線或接地體被盜或外力破壞。
高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎，是最經(jīng)濟、有效的手段。采取的措施：
1. 對線路中測出的接地電阻不合格的桿塔的接地電阻進行重新測試;并測試土壤電阻率。
2. 對查出的接地電阻不合格的桿塔接地放射線進行開挖檢查，重新對本桿塔的敷設接地線，并進行焊接。
3.對檢查中發(fā)現(xiàn)已爛斷或無接地引下線的桿塔接地裝置進行焊接，并對接地電阻重新測試，不符合規(guī)定的重新進行敷設。
4.對重新敷設的接地電阻不合格的桿塔,再次使用降阻模塊進行改造。
四、結語
在總結了送電線路防雷工作存在的問題和如何運用好常規(guī)防雷技術措施的基礎上，我們認為雷電活動是小概率事件，隨機性強，要做好送電線路的防雷工作，就必須抓住其關鍵點。綜上所述，為防止和減少雷害故障，設計中我們要全面考慮高壓送電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結合原有高壓送電線路運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運行方式等，通過比較選取合理的防雷設計，提高高壓送電線路的耐雷水平。雷電活動是一個復雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。
