输电线路防雷措施探讨

2014-04-16赵建波国网青海省电力公司检修公司格尔木运维分部

经济技术协作信息 2014年34期

赵建波/国网青海省电力公司检修公司格尔木运维分部

输电线路防雷措施探讨

赵建波/国网青海省电力公司检修公司格尔木运维分部

输电线路作为电力系统中非常重要的组成部分，其覆盖范围较广，线路较长，而且所处环境较为恶劣，极易受到雷击而导致跳闸事故的发生，给输电线路的安全运行带来较大的影响。因此为了有效的降低输电线路雷击所带来的损害，提高电力系统运行的安全性和可靠性，文中从雷击线路的成因入手，对高压输电线路遭受雷击可能存在的隐患进行了分析，并进一步对常用的高压输电线路防雷措施进行了具体的阐述。

输电线路；雷击；跳闸；避雷器

前言：我国输电线路大部分都处于室外环境下，而且线路绵延数百公里，所处环境较为复杂，同时杆塔都会高出地面数十米以上，处于制高点，这样就导致大部分处于旷野及高山中的输电线路极易遭受到雷击的损坏。所以需要加强对输电线路的防雷保护，降低雷击所给输电线路所带来的影响，确保输电线路运行的可靠性。所以通过对雷击的成因及可能给线路带来的危害进行有效的分析，从而采取切实可行的措施有效的降低雷击的影响，确保电网能够安全、可靠的运行。

一、雷击线路成因

杆塔作为输电线路的组成部分，其往往高于地面几十米以上，处于地面的制高点，这样在雷电形成过程中，输电线路杆塔则会形成主放电通道路，在极短时间内会有大量的异号电荷中和，从而瞬间导致较高的电流产生，并经由杆塔流入到地下，从而塔顶电位升高。雷电流对杆塔电感产生的电位升高值与雷电流对杆塔冲击接地电阻产生的电位升高值之和与塔顶电位相等，这样塔顶电位与导线上的感应电位的差值，同时线路工频电压幅值也会产生一定的影响，这些影响相加在一起大于绝缘子百分之五十时，则会导致绝缘子串出现闪络放电，从而导致雷击跳闸事故的发生。

二、高压输电线路遭受雷击可能存在的隐患

（一）绝缘子闪络击穿

绝缘子作为输电线路上的重要组成部件，其材质以陶瓷、合成橡胶和钢化玻璃等为主，在架空线路中，利用绝缘子来对输电导线起到支撑作用，防止电流回地，而且为了能够有效的确保绝缘子作用能够发挥出来，则在电负荷和环境发生变化时也不能对各种机电应力造成影响，从而确保输电线路安全的运行。当雷击事故发生时，会有过电压产生，当使用悬式绝缘子时，由于会有零值绝缘子出现，一旦有过电压存在，零值绝缘子则会成为薄弱之处，极易发生闪络导致击穿的现象发生。而选用钢化玻璃绝缘子时，则会存在掉串或是裸串的现象。当利用合成绝缘子时，也会受到机械的作用出现掉串及老化的安全隐患。所以在雷击发生时，高压输电线路绝缘子出现闪络被击穿是较为常见的，因此为了有效的确保电力系统能够安全运行，则需要合理对绝缘子进行使用，降低雷击所给绝缘子带来的影响。

（二）杆塔存在的隐患

杆塔作为输电线路的重要支撑，架空输电线路中通常由钢筋混凝土和钢材来制成杆塔，但在长期的运行过程中，钢筋混凝土杆塔会存在老化及裂缝等病害，一旦雷击发生，则会导致杆塔内瞬间产生高温过热的现象，从而导致钢筋混凝土杆塔出现爆裂，从而导致导线在机械拉力作用下出现断裂、杆塔倒塌等事故。

（三）避雷线防雷存在的局限性

在对输电线路防雷时，往往会应用于避雷线，这样在雷击作用下导致强大过电压产生时，避雷线则会起到良好的遮蔽作用，承担起更多的雷电并将其导入大地。但在导线防雷击过程中，避雷线并不能起到完全防雷的作用，因为还存在雷电绕击导线的情况发生，所以利用避雷线防雷还存在着一些局限性。

（四）接地装置的问题

接地装置主要指的是接地电极与埋设在低下的接地网连接在一起的设备。在接地装置中主要存在两种问题：其一，由于地网的腐蚀，最主要的是因为电化学的腐蚀，这是和杆塔土壤的具体结构相互联系的；其二，接地体施工质量也会有影响，接地装置电阻也会受到接地线敷设长度、埋深等方面影响。

三、常用的高压输电线路防雷措施

（一）采用消弧线圈接地方式

在雷电活动强烈时，接地电阻又难于降低的地区，110kV及以下电压等级的电网可考虑采用系统中性点不接地或经消弧线圈接地方式。这样可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至于发展成为持续工频电弧。而当雷击引起二相或者三相闪络故障时，第一相闪络并不会造成跳闸，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。我国的消弧线圈接地方式运行效果良好，雷击跳闸率大约可降低1/3左右。

（二）避雷线的架设

在输电线路的防雷保护中，避雷线架设是最有效也是最基本的措施。避雷线主要是防止雷电直接击打到导线，并且也拥有其他方面作用：其一，分流，主要是为了将流经杆塔的雷电流减小，从而将塔顶的电位降低；其二，通过耦合作用，也会使得线路绝缘子的电压有所降低；其三，对于导线也起到了屏蔽作用，对于导线上过电压的感应也有所降低。

（三）杆塔接地电阻降低

降低接地电阻是高压输电线路防雷的另一个有效的防范措施。在接地电阻降低的措施当中，还应该全面的分析当地的气候、地形、原本输电线路的运行经验等，从而选择合理的措施。

第一，接地引下线、架空地线应该牢固的连接，保证良好的接触；

第二，接地装置施工质量需要严格把关，确保接地电阻能够符合最初的设计；

此外，对于高电阻率的土壤，还可以使用降阻剂，这样对接地电阻也能够加以改善，保证电流流通面足够大，能够将雷电电流迅速的引入到大地之中。

（四）在线路当中装设避雷器

为了降低直击雷对于线路的损害，我们主要通过架设避雷线，但是我们却无法将感应过电压以及雷电绕击完全消除掉，因此，我们就应该考虑将避雷器安装在容易遭受雷击的线路杆塔之上，并且避雷器和接地线之间的连接也能够将电流引入大地，这样对过电压也起到了限制作用，对于设备安全以及输电线路都起到了保障作用。

（五）线路绝缘性能的提高

只有保证线路的绝缘性，才能够避免被雷击击中的次数，从而有效降低减少线路跳闸率。如果架设的区域位于高海拔，并且容易受到雷击的区域，就需要强化线路绝缘子的检查力度，如果绝缘子处于低值或者是零值，就应该及时的更换；及时地检查区域之内的土壤情况，做好盐密测量工作；在停电检修线路的时候，也要做好绝缘子的防污处理；此外，如果一般的防雷措施达不到防雷标准，也可以在其中采用绝缘的方式，这样对于遭受雷击的次数也可以有效的减少。