1、輸電線路的防雷保護問題研究【摘 要】隨著我國經濟水平的不斷進步和電力系統整體水平的不斷提升，在高壓輸電線路的運行過程中綜合防雷技術應用得到了越來越廣泛的應用。架空輸電線路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個難題，雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多, 給人們生產、生活安全帶來了一定的影響。因此，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。文章從對防雷技術入手，對高壓輸電線路綜合防雷技術的應用進行了探究和分析。也通過對雷擊線路的危害的分析，提出各種改善線路雷電性能的措施，結合多年運行實踐經驗提出了防范保護措施。 【關鍵詞】高壓輸電線路 雷擊跳閘 &

2、#160;綜合防雷技術  保護措施 一、前言  按結構形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。從發展過程看，輸電電壓等級大約以兩倍的關系增長，當發電量增至4倍左右時，即出現一個新的更高的電壓等級。通常將35220KV的輸電線路稱為高壓線路（HV），330750KV的輸電線路稱為超高壓線路（EHV），750KV以上的輸電線路稱為特高壓線路（UHV）。目前為止，國內大部分輸電線路還是為高壓輸電。在電力系統中高壓輸電線路作為及其重要的組成部分在居民用電、生產用電上都有著極為重要的作用。但是在雨季中，雷電現象的出現會對高壓輸電線路的安全性產生較大影響。因此在這

3、種前提下對高壓輸電線路綜合防雷技術的應用進行合理的探究與分析就具有極為重要的現實意義。線路的防雷治理問題，在電力同行業中一直是老大難的問題，因線路走向、局部地形、土壤電阻、氣象條件、施工質量、運行維護等等因素，線路的防雷工作難度更大，現就近幾年對110kV輸電線路的防雷治理方案進行簡要分析和探討。從分析輸電線路雷擊跳閘事故的經驗和有關研究人手，提出改善和降低雷擊跳閘率的防范措施。一、1.1防雷技術概述  在高壓輸送線路運行過程中防雷技術的合理運用能夠有效提升其安全性和運行效率。這主要體現在防雷基本原則和防雷具體措施上。從以下幾個方面出發，對高壓輸電線路中的防雷技術進行了概述

4、。1.2防雷基本原則防雷基本原則顧名思義就是工作人員在開展防雷工作時所應遵循的基本原則。通常來說較為泛用的防雷基本原則主要包括防止繞擊發生、防止反擊發生、防止雷擊閃落后建立工頻短路電弧、避免線路斷電現象出現、特殊桿塔的合理保護等內容。工作人員在防雷工作中應當注重防雷基本原則的有效遵循。例如在架設避雷線路的過程中應當注重電壓的合理提升，因為在避雷線路的電壓越高，其防雷效果就相對越好。通過這些防雷基本原則的運用工作人員可以為防雷技術的運用奠定良好的基礎和前提。1.3防雷具體措施防雷具體措施對于防雷技術應用的重要性是不言而喻的。由于高壓輸電線路的防雷設計其主要目的在于更好的提升高壓輸電線路的防雷性能

5、并且有限降低高壓輸電線路的雷擊跳閘率。工作人員在防雷具體措施的選擇和應用過程中應當注重綜合考慮電力系統的運行方式和線路電壓等級的重要程度線路經過地區雷電活動的強弱。除此之外，高壓輸電線路所在地的地形地貌特點和土壤電阻率等自然條件也會對防雷具體措施的選擇和應用產生較大的影響。因此工作人員在防雷具體措施的選擇過程中應當確保考慮的全面性從而促進高壓輸電線路防雷性能的有效提升。二、高壓輸電線路防雷技術  通常來說高壓輸電線路防雷技術的應用能夠促進高壓輸電線路的運行顯得更為安全和可靠。高壓輸電線路的防雷技術的具體措施：降低桿塔接地電阻、線路裝設避雷器、架設鋼合地線、選取合適的絕緣方式。以下從雷

6、擊原因分析、直擊事故的有效減少、大跨距桿塔防雷、防雷改造的合理進行等方面出發，對高壓輸電線路防雷技術進行了分析。2.1雷擊原因分析  雷擊原因分析是高壓輸電線路防雷技術應用的基礎和前提。通常來說在高壓輸電線路的雷擊原因分析過程中工作人員需要首先考慮到保護角的地線與邊導線之間的保護角差距，并且由于垂直平分線斜率增加時雷擊的繞擊區會有所增加并且會間接增加雷擊的繞擊次數。因此在雷擊原因分析過程中工作人員應當注重計算工作的有效進行。除此之外，由于高壓輸電線路的桿塔箱達到一定高度時地面帶來的雷電屏蔽效果就會收到較大削弱，因此在考慮雷電原因時工作人員也應當將高壓輸電線路的桿塔高度考慮在

7、內。另外，高壓輸電線路自身絕緣性的好壞也會很大程度上影響雷擊現象發生的概率，因此在進行雷擊原因分析過程中工作人員也應當將這一因素考慮在內。2.2直擊事故的有效減少直擊事故的有效減少對于高壓輸電線路防雷技術應用的重要性是不言而喻的。對于我國得到廣泛應用的220 KV/66KV高壓輸電線路而言，感應雷國電壓現象造成的安全影響是較為有限的，因此對于高壓輸電線路防雷技術應用而言直擊事故的有效減少是其應用的要點。通常來說直擊雷主要分為繞擊雷和反擊雷等不同形式。我國大部分高壓輸電線路繞擊雷耐性遠遠低于其反擊雷耐性水平。因此在高壓輸電線路防雷技術的應用過程中工作人員應當尤其注重繞擊雷防御并且使高壓輸電線路能

8、夠承受住反擊雷的考驗，從而在此基礎上有效減少因直擊雷造成的跳閘事故。除此之外，在直擊事故的有效減少過程中工作人員應當對幅值較低的弱雷也有著較好的認識，通常來說弱雷對于避雷線與桿塔的吸引力往往不如直擊雷大，但是弱雷卻能夠避開高壓輸電線路的桿塔和避雷線的防護面繞擊于輸電線路的導線上。并且當弱雷的幅值超過高壓輸電線路的耐雷擊水平時，將會導致雷擊跳閘現象的出現。因此，面對這一問題時工作人員應當注重將引起跳閘現象的弱雷引到事先設置好的避雷線或著桿塔上，從而避免了繞擊發生的基礎上有效較少了反擊現象的出現，最終促進了高壓輸電線路耐雷水平、屏蔽雷電、雷電分流、雷電絕緣等水平的有效提升。2.3桿塔存在的隱患問題

9、  桿塔是架空輸電線路中用來支撐輸電線的支撐物，其多由鋼材或鋼筋混凝土制成，輸電線路中鋼筋硂桿主要通過內部鋼筋與橫擔、接地裝置。由于鋼筋硂鋼經過長時間運行后，水泥鋼將出現裂紋，風化現象，當遭受雷電直擊時，閃電瞬間通過桿內鋼筋產生過熱會引發水泥鋼爆裂，或者雷電通過拉線，就會引起拉線發熱、機械強度下降的現象發生，將會引發倒桿事故。2.4大跨距桿塔防雷大跨距桿塔防雷是高壓輸電線路防雷技術應用的關鍵環節。由于在高壓輸電線路的運行過程中雷擊問題導致的跳閘和停電的修復難度較大，并且修復施工的高度較高，因此在高壓輸電線路的防雷過程中工作人員應當注重大跨距桿塔防雷的有效進行。這一防雷措施是

10、根據雷擊對跨越塔過高壓的分析并且在此基礎上降低桿塔的接地電阻從而有效補償其在防雷方面的不足。在大跨距桿塔防雷過程中工作人員應當確保其電阻率大于2200M,并且接地電阻在20M以內，從而更好地增加絕緣子并且提高桿塔的絕緣水平，最終促進高壓輸電線路防雷技術的有效運用。2.5防雷改造的合理進行  防雷改造的合理進行能夠促進高壓輸電線路整體防雷能力得到有效提升。在進行防雷改造的過程中工作人員應當首先進行相應的實地考察并且在此基礎上分析并且選擇相應的防雷改造措施。例如在防雷改造過程中工作人員可以對接地電阻值偏高的桿塔進行合理的地網改造。并且通過安裝線路避雷器、安裝線路型可控放電避雷針

11、等措施來提升高壓輸電線路的雷電耐性。除此之外，在防雷改造的合理進行過程中工作人員應當通過相關統計數據的分析來改變桿塔的接地電阻值和電壓值，并且在此基礎上安裝可控放電避雷針和氧化鋅避雷器，最終通過這些防雷改造的進行使得高壓輸電線路的防雷效果更為顯著。三、桿塔避雷線保護角問題 因目前線路的避雷線為多為單股架設，其避雷保護角經計算各種塔型平均都大于25°以上，加上運行年限太長，避雷線銹蝕情況較嚴重，所以對運行年限長，銹蝕較嚴重的避雷線進行更換，主要對重雷區只有單避雷線的進行單改雙整改，并因受力荷載問題要更換部分桿塔和塔頭，以減小避雷線對導線的避雷保護角，全部控制在20°

12、以內，改善避雷線的屏蔽保護作用，避雷線單改雙改造后桿塔避雷線保護角效果見表1。   據查現110kV線路的避雷線與桿塔掛點的連接金具間的連接均為點接觸，而非面接觸，相互之間的接觸面只有12cm左右，在有雷電流經過的時候，其接觸點的電阻值瞬間會陡升，非常不利線路遭受雷擊后的雷電流瀉流，針對以上情況考慮線路瀉流的通道問題，在每基桿塔避雷線掛點處與桿塔的主材之間加增一根瀉流引下線，將大大改善線路雷電瀉流通道暢通和耐雷水平的提高。   改善加強線路避雷線、桿塔部分的瀉流通道的連接。線路接地體對土壤的阻值大小，是線路落雷后瀉流通暢與否、保證線路

13、能否安全運行不會因雷擊跳閘的重要環節。為此，除了保證每一基桿塔的接地體從設計到施工保證質量以外，把每一耐張段兩盡頭桿塔的接地體進行加強改善，由原設計的9I10盤元改成9I12或增埋或更換成L45扁鋼，并在施工中對開挖深度、回填過程嚴格按要求進行施工，以改善接地體與土壤的接觸面積和電阻，這樣，使線路的每一耐張段形成一個相對獨立的單元接地網，大大提高了線路的耐雷水平。   為了加強線路與避雷線的耦合系數，降低雷擊線路的繞擊率，在線路走向許可的情況下，在桿塔橫擔以下與邊導線夾角小于20°的距離設掛點架設1根耦合地線，以有效增大導、地線間耦合系數，減少等值波阻抗

14、，增強雷電分流作用。   通過以上技術改造方案的改造及實施，線路的各項指標都上升了一個大的臺階，線路的防雷水平和設備綜合指標等都有了比較明顯改善和提高，如110kV蓮觀線從20042005年l0月近2年未發生一次雷擊跳閘事故，設備各方面運行狀況良好。四、防輸電線路直擊雷   采取的措施是沿線路裝設避雷線。避雷線防雷電是通過防護對象的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電。根據防護對象的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線?？筛鶕雷o對象的形狀和。避雷線   一般采用截面積不小于35平方毫米

15、的鍍鋅鋼絞線。它的防護作用等同于在弧垂上每一點者黽一根等高的避雷針 架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本訊最橄的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；對導線的屏蔽作用還可以降低導線匕的感應過電壓。通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好。而且避雷線在線路造價中所占的比重也愈低。因此，110kV及以上電壓等級的輸電線路都應全線架設避雷線。 五、跳閘后迅速補救損失   防輸電線路停電，就是使輸電線路建立工頻電弧后不中斷電力供應。采取的措

16、施是裝設自動重合閘、雙回路線路采用不平衡絕緣方式等。   裝設自動重合閘。在一定的運行條件下，線路雷擊跳閘是不可避免的，但應限制在一定范圍內。重合閘裝置是作為線路防雷的一項重要措施，提高重合閘裝置動作的可靠性，可有效地保證雷擊跳閘后的供電可靠性。   雙回線路雷擊同時跳閘次數約占總雷擊跳閘次數的70%，為此應盡量減小雷電反擊造成的同塔雙回線路同時跳閘率(雷電繞擊因雷電流較小，一般不會造成雙回線路同時跳閘)，可在原有同塔雙回線路桿塔上采用不平衡絕緣方式，即在其中一回線路中增加2片絕緣子，來提高該回線路的耐雷水平，而另一回線路保持原有絕緣

17、水平不變。這樣，雷擊桿塔時弱絕緣的一回線路先閃絡，閃絡后的導線又相當于地線，增加了對強絕緣回路導線的耦合作用，進一步提高強絕緣回路的耐雷水平，使其不跳閘，保證線路的連續供電，提高雙回線路的供電可靠性。   輸電線路常規的防雷保護措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數，為大幅度降低或消除線路雷害事故，必須采取更有效的新措施。線路遭受雷擊既然是不可預測，不可避免的，那么我們應順其自然，以疏導為主，對于l10KV輸電線路的特殊區域，應滿足設計規程所要求的接地電阻和耐雷水平，必要時要進行校驗，以便選擇適當的保護措施。 六、結語  高壓輸電線路中的避雷設計都不是一次設計就能永遠都保證輸電線路可以避免雷電的損壞，在高壓輸電線路架設完工之后是需要對輸電線路中的避雷系統進行定期的檢修、改進、保養的，這樣才能夠在雨季的時候，當云層放電的時候，避雷系統發揮它的作用。輸電線路在雨季能正常運行。高壓輸電線路從架設初期，就應該對線路各路段的環境情況進行定期的記錄，建立檔案，這樣才能隨時根據具體的數據對輸電線路的避雷措施進行改進。 隨著我國國民經濟整體水平的不斷進步和電力系統發展速度的不斷加快，在高壓輸電線路運行過程中綜合防雷技術的應用取得了良好的實踐效果。因此工作人員在高壓輸電線路防雷工作的開展過程中應當