对于电力输电线路防雷问题的探究

2017-09-10朱荣冬

环球市场 2017年25期

关键词：避雷线架设避雷器

朱荣冬

国网福建武平县供电有限公司

对于电力输电线路防雷问题的探究

朱荣冬

国网福建武平县供电有限公司

输电线路设立于户外，易受外界环境条件影响，降低供电的稳定性。其中雷击是输电线路最常遭遇的环境危害，引发供电故障。因此研究电力输电线路防雷的问题十分必要。本文主要从电力输电线路遭遇雷击的危害及发生原因出发，提出了输电线路防雷的措施。

输电线路；防雷措施；管理办法

前言

输电线路可以分为架空输电线路与电缆线路，用于电能生成后的升压和输出控制。是供电系统重要的组成部分。输电线路曝露在野外，因此常遭遇雷击等自然灾害。需要通过必要的措施加强防范和管理。

一、雷击对电力输电线路的影响和发生原因

输电线路按照结构形式可以分为架空输电线路和电缆线路。发电厂利用变压器将产生的电能进行升压，并借助断路器等变电控制设备来进行输电线路对接，完成电能的输送工作。输电线路架设于户外，常受雷击等自然天气的影响。尤其是雷雨高发的夏季，线路因为雷击而产生的跳闸、断电的情况十分集中。常发生的雷击现象有三种情况，一是雷电直接击中输电线路导线，造成线路瞬时电压过高，从而导致单相接地、跳闸甚至断线；二是雷电击中杆塔，使线路产生感应过电压，造成导线电荷负载加大；三是雷电击中避雷线，产生反弹，击中线路。雷电击中输电线路，可能会导致雷电波入侵主线路，危害到防雷设备以及变电站电气设备等，影响供电安全。目前对于超高压、特高压等输电线路发生雷击的具体原因尚不明确。而对于110kV及以下输电线路来讲，引起雷击的原因可以归结为：第一，防雷措施不完善，不能够根据线路类型架设避雷线或安装避雷器；二是线路的绝缘措施不足，导致线路遭遇雷击后，绝缘子被击穿，增加过感应电压；三是输电线路的检测措施不完善，不能够及时发现输电线路存在的防雷疏失。因此，应针雷击的现象和产生原因采取恰当的防雷措施和防雷管理。

二、电力输电线路防雷措施

1、电力输电线路的防雷措施的基本原则

电力输电线路的防雷措施的最终目的就是为了降低雷击对供电的影响，增加线路的安全稳定性。因此在安排防雷措施需要满足几个小目标：首先要求防雷措施可以避免线路遭受雷电的直接击中；其次是当线路遭遇雷电后绝缘不闪络，降低跳闸或者单相接地的可能性；再次，发生闪络现象后不会建立稳定的工频电弧，危害输电线路和变电设备的安全；最后，就是降低停电发生的可能性，保障电力的供应。这几个原则具有递进的关联，即使得输电线路防雷具备多重保障。

2、电力输电线路的主要防雷措施

电力输电线路除了通过合理设计杆塔的位置高度，增强架空线路的结构设计等办法进行防雷控制外，还可以通过设置相应的防雷设施和设备，来增强线路的防雷效果。目前来讲主要的措施有架设避雷线、安装避雷器以及提升线路自身耐雷性等。

(1)架设避雷线。架设避雷线可以有效防止雷对线路造成直击，对雷电进行有效的分流，防止雷击电流过多流入，降低杆塔电压，保护电线的绝缘层。对于避雷线的架设要选择合理的地理位置，需要架设在比较宽敞的场所，否则不但不能起到防雷效果还会出现防雷反效果。冲击系数的设置是避雷线发挥防雷作用的关键。其工作原理是设置值为α的冲击系数，代表避雷线与被保护导线两者的关系，其中被保护导线己做绝缘处理，那么当雷击产生的感应电压远小于避雷线，避雷线就可以有效的分担感应电压，保护绝缘导线[1]。另外，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，应保证避雷线与边导线的保护角控制在25°±5°。

(2)安装避雷器。避雷器的主要作用是保护线路的绝缘体，作为一种非线性电阻安装在线路中，防止绝缘体闪络。根据线路的电压等级的不同，在考量避雷器的耐雷性上也有所区别，目前国内已经开发了配合各输电等级的避雷器，安装前要进行相应的耐雷测试，确保其足以应对首次雷击及后续雷击对输电线路带来的感应电压的增加。目前输电线路的避雷器是氧化锌避雷器，这种避雷器的放电效果较好，可以有效地截断工频续流，对输电线路的感应电压起到限制作用。但避雷器的整体成本较高，且防雷的范围比较小，需要通过合理的位置控制和组数搭配类提升防雷的效果。

(3)提升线路的耐雷性。输电线路耐雷性的提升主要是通过两种办法来进行的。一方面是提升线路的绝缘性能，另一方面是降低接地电阻。对于输电线路而言，杆塔的架设比较高，跨越度往往比较大，部分地区还需要采用跨河杆塔的方式来进行架设。进一步增加输电线路遭遇雷击的可能性。那么此时，可以通过增加杆塔绝缘子串片的数量来延长跨越档导线和地线之间的间隔；中低压的输电线路还可以使用瓷横担高耐压绝缘子来提升线路的绝缘性。而降低线路接地电阻相比提升绝缘性而言，其耐雷性提升效果更佳。可以通过地网增补或者释放降阻剂来进行。根据当前的线路接地情况来看，接地电阻的变化性比较大，工作人员经常依据经验和阻率来进行推断，因此需要通过后期的补充措施来降低线路的接地电阻。

三、提升电力输电线路防雷的管理办法

除了在线路中增加必要的防雷措来提升输电线路的防雷效果外，还应通过日常的管理行为来对防雷效果进行规范和监督。笔者认为需要从两个方面进行优化：一是增强输电线路的日常巡检强度。建立定期的巡检计划和制度，并落实日常巡检责任制。提升线路巡检人员的责任及时和技能水平。降低人为偷盗或者自然外力对线路防雷措施的损害。对线路的巡检情况做好记录，并开展巡检总结和讨论工作。提升工作效率；二是引入避雷设备和措施的检修制度，结合设备定检和状态检修来对避雷设备的性能进行检验。例如避雷器应按照每2-3年为一检修周期进行停电检查，并在5年后进行直流电及参考电压下的泄露电流测验，保障线路避雷器的性能满足防雷需求。对于性能不符合要求的避雷器要及时进行更换处置。