输电线路雷电污闪分析及防范对策

邱堂胤（国网湖北省电力公司荆州供电公司检修分公司，湖北荆州434000）

输电线路雷电污闪分析及防范对策

邱堂胤（国网湖北省电力公司荆州供电公司检修分公司，湖北荆州434000）

目前我国输电线路系统的设计、施工及实际运行过程中，线路雷电污闪问题频发，为确保输电线路稳定可靠运行，降低因线路故障引起的损耗，满足用电需求，提高输电效率，加强雷电污闪防范手段。本文总结了引起雷电污闪的原因，并针对当前雷电污闪现状提出有效的防治对策。

输电线路；雷电；污闪；分析；防范对策

1 前言

由于电气设备绝缘表面长期暴露于大气中，在潮湿条件下表面附着的污秽物中可溶的部分会逐渐溶于水，形成一层导电膜，极大降低绝缘子的绝缘水平，在雷电发生时，出现放电现象，称之为污闪，会影响输电线路安全供电，严重者引发电力安全事故，所以做好输电线路绝缘子防污闪工作意义重大，在输电线路的设计、施工以及运行过程中虽然线路绝缘水平已相当高，使用技术不断改进，使用装置不断更新，雷电污闪事故仍时有发生，就需要深度分析雷电污闪故障产生的原因，采取切实可行的预防和解决措施，有效的控制污闪问题，确保输电电网安全运营为电力系统安全性和稳定运行提供保障，促进我国电力事业快速发展。

2 雷电污闪产生的主要原因

在雷电的影响下，会使输电线路出现过电压现象，受到污染的绝缘子易发生闪络，输电线路运行过程中的一些过电压操作也易引发污闪，需要加强输电线路的防雷工作，采用合理的操作过电压防范措施。

2.1 输电线路绝缘子污染

当代世界气象条件越来越恶劣，大气中废烟气及微尘加剧，各地气候不一，冰雹雨雪覆盖，使绝缘子时而冻结或融化，导致污闪电压得以提高，个别地区在酸性污秽物酸雾及酸雨影响下，输电线路电导率发生较大变化，致使绝缘子闪络电压降低，鸟粪等堆积导致绝缘子污秽，致使爬距缩短或造成短路，以上现象都极易出现闪络事故。

2.2 绝缘子耐受电压大于运行电压

依据国家或行业标准，高压输电线路上使用的绝缘子必须进行雷电全波冲击和工频1min湿耐受电压试验、成串热机电性能试验等严格质检和试验，根据这些标准对绝缘子耐压要求，实际中的运行电压远小于绝缘子耐受电压。但是由于污秽堆积，大部分绝缘子更容易被击穿，发生闪络、掉串或炸裂事故。

2.3 杆塔接地电阻影响

从输电线路的地理环境综合影响因素分析，由于部分地区土壤的电阻率较高，杆塔接地电阻偏大，极易引起反击跳闸，降低杆塔的接地电阻也是十分必要的防护措施。雷电落于避雷线上后，雷电流沿着避雷线流流入杆塔中，因杆塔接地电阻高，塔顶电位增加，当电位达到临界值时，输电线路绝缘发生反击，导致绝缘子串闪络。部分杆塔接地电阻在实际施工中并没有达到要求的设计值，杆塔接地电阻降阻剂在长期的运行期间可能造成流失，使得接地电阻高，在雷雨天气里则造成雷电反击。绝缘子串自身污秽堆积致使输电线路耐压水平降低，雨天情况下污秽绝缘子由于污层湿润，遭受雷击时引发绝缘子闪络，造成污秽跳闸。另外，雷电直击时可承受短时雷过电压而暂时没有发生击穿现象，但处于易被击穿的放电平衡状态，若存在长时间持续而电压并不高的工频续流，则也极易被击穿。

2.4 杆塔跳闸影响

从输电线路所处的气候和地理环境分析，在雷电作用的情况下，输电线路发生一定的雷击跳闸是不可避免，由于我国地貌地势复杂，各地区有一定的雷电活动周期和规律，而供电线路遍布全国，虽然部分山脚地区的杆塔不会遭受雷电直击，但是也会发生绝缘子串放电的现象。在高山、江河湖泊丛横等地区易形成雷云暴雨天气，绝缘子表面出现导电层，绝缘子污层被浸湿，易产生闪弧，同时又承受长时间持续电压并不高的工频续流，绝缘子污层就会被击穿引发跳闸。

3 避免输电线路雷电污闪的有效措施

为避免输电线路雷电污闪，则要加强对输电线路的防雷工作，减少输电线路雷击故障，可以针对故障特征采取相应的措施。

3.1 统计分析基础数据

通过雷电定位系统收集不同年份落雷分布、地闪密度分布及雷电流强度，结合线路结构、地质地势、地形地貌等实际信息，综合分析引发线路雷击故障原因，研究其内在规律，结合历年运行数据，绘制并逐步完善电网雷电区域分布图，因地制宜进行多种防雷设计，综合运用防雷措施。

3.2 加强输电线路绝缘

3.2.1 合理选用绝缘子

绝缘子在使用时，绝缘子外观形状影响积污量和绝缘子周围的气流特性，绝缘子外形较为光滑时，表面涡流不易形成，减少积污量，目前双伞性防污绝缘子具有较好的表面光滑性，裙边存在一定的倾斜度，涡流区较小，不易积聚污秽，在我国普遍应用。

3.2.2 定期检查和清洁维护

为确保输电线路良好运行，工作人员应针对输电线路各方面情况定期登杆检查，记录备案，为后续工作提供参考。在污闪季节前夕，对输电线路的上绝缘子定期清扫，降低污闪事故发生频率，绝缘子串应定期测零，及时更换，避免发生绝缘子污闪事故，提升防污闪水平。

3.2.3 科学运用防污闪涂料

表面喷涂RTV涂料是解决绝缘子污闪问题的有效措施，其具有憎水性，绝缘子表面涂刷RTV后出现紧密薄膜，避免和减少污层湿润，电压分布比较均匀，长效免维护，实施简单，节约资金。

3.2.4 调整外绝缘爬距

在输电线路中原有绝缘子串上增加了绝缘子片数，这样绝缘子表面的泄漏距离增加，爬电距离增加，提高泄漏比距，可有效控制泄漏电流，增加闪络电压，避免闪络事故发生。

3.2.5 改造悬挂方式

目前运行的输电线路中，普遍使用的是悬式绝缘子，如果进行全部更换，浪费人力和物资，可以根据线路的实际情况进行状态加强，可以选择V串模式安装绝缘子，充分降低垂直荷载量，节约通道，提高耐污闪电压，减少跳闸事故。

3.3 安装防雷辅助设施

安装可控避雷针、塔顶多针系统、线路型避雷器、耦合或旁路架空地线等防雷辅助设施，加装线路故障磁钢记录器、避雷器动作记录仪等监测装置，针对雷击点安装防雷辅助设施。

3.3.1 降低线路杆塔接地装置的电阻

杆塔接地电阻与雷电反击率关系密切，接地电阻越大，土壤电阻率越高，发生雷电反击的频率越高，线路杆塔接地装置电阻的降低可以显著提高线路杆塔耐雷水平，雷击跳闸率下降，主要降低接地体散流电阻，确保接地体的焊接质量、射线长度及敷设深度、确保混凝土杆塔引下线部分泄流畅通。

3.3.2 安装避雷线

避雷线可屏蔽导线，防止雷直击导线，通过耦合作用降低感应过电压，分流雷电流降低塔顶电位，针对产生雷电绕击的杆塔，适当减小避雷线对边导线的保护角，可以提高避雷线屏蔽导线效果，减小绕击率。

3.3.3 加装杆塔拉线或耦合地线

结合反击和绕击的实际运行数据，针对经常受雷害侵袭出现雷电反击故障的杆段，若很难降低接地电阻时，可在导线下方加装杆塔拉线或耦合地线，减小杆塔波阻抗，起到分流作用。3.3.4 安装线路避雷器

线路避雷器通常并联于绝缘子串上，当雷击在输电线路时，雷击过电压可能会击穿输电线路避雷器的间隙，氧化锌阀片具有非线性特征，能够迅速切断电弧，避免线路出现跳闸现象。

3.3.5 采用侧向避雷针或多针系统

在输电线路绝缘子上安装侧向避雷针，或在塔顶加装多针系统防雷装置后，相当于向外拓展塔头附近避雷线，均能一定程度上减少雷电绕击。

3.4 适当降低电网电压

由于自然环境或人工污染造成的绝缘子污染，会使放电电压会随着污染程度的增加而不断地下降，绝缘子交流污闪电压与串长成线性关系，在大雾等某些特定条件当输电系统正常运行时，调整有载调压装置或提高发电厂功率因数，适当降低电网电压水平是一种有效的防污措施。

4 结语

输电线路是电力企业输电系统中的核心部分，关系到整个电力系统运行的稳定和质量，由于环境问题日渐恶劣，输电线路运行中无法避免灰尘污秽影响，输电线路上绝缘子污染问题严重，容易导致污闪，造成电力企业经济损失，影响生活生产，防污闪措施重在必行，是一个长期持续的过程，其规律性难以准确掌握，需要不断摸索实践，探寻新技术和新工艺，应深入分析污闪的本质性原因，全面落实各项技术及安全措施，提升防污闪水平，避免甚至杜绝一系列污闪现象的发生，确保输电网络安全可靠正常运行。

[1]黄中华，韩民晓，王 伟．输电线路雷击跳闸原因分析与防雷措施介绍[J]．电工电气，2012.

[2]邓世聪，刘 庭，李汉明，等．110kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验[J]．南方电网技术，2012.

TM862

A

2095-2066（2016）35-0036-02

2016-11-9

邱堂胤（1989-），男，本科，主要从事输电线路运维检修工作。