输电线路防雷措施探析
2017-11-13曹宗山张甫
曹宗山+张甫
【摘要】在对输电线路雷击跳闸的类型进行论述的基础上，分析了输电线路防雷保护方面存在的主要问题，针对这些问题提出了保护输电线路的策略。
【关键词】雷击 输电线路 防雷
雷击是导致输电线路出现跳闸故障的主要原因之一，尤其是在一些山区的输电线路当中，输电线路往往更容易遭到雷击的威胁，对电网的安全运行造成极大的影响。因此，分析当前输电线路保护存在的主要问题，提出输电线路防雷保护的若干策略，对于保证输电线路的安全稳定运行具有重要意义。
一、雷击导致输电线路跳闸的类型
（一）绕击跳闸
绕击跳闸经常发生在110kV和220kV的输电线路当中，其主要的故障特点：故障线路一般都架设有架空的避雷针线；发生故障的相线通常是处于垂直排列的中相和上相，或者是处于水平排列的边相；故障一般都发生在容易出现绕击故障的同相或者是单基单相，诸如山顶边坡的架空线路。虽然输电线路可能设置了合格的接地电阻，且在较小的雷击电流作用下依然会发生绕击现象
（二）反击跳闸
反击跳闸经常发生在35kV～220kV的输电线路当中，其故障点特点为：发生故障的相线通常是处于垂直排列的中相和下相，或者是处于水平排列的中相。故障点一般是多基多项，或者是一基多项点处。这一般是由于接地电阻不合格导致的。
（三）感应雷击跳闸
感应雷击跳闸主要发生在35 kv之下等级的输电线路中，其故障特点为：故障线路一般都没有设置架空避雷针线；故障相一般是处于垂直排列的上相，或者是水平排列的变相；故障点是一基多相，或者是单相的方式；在较大的雷击电流作用下，即是设置有合格的接地电阻也容易造成雷击跳闸事故。
二、输电线路防雷保护方面存在的主要问题
（一）雷击活动复杂、随机性大
由于类基金活动的复杂性和随机性，价值当前雷击预报以及测量技术方面存在着一定的局限性，难以对每次遭受雷击时的参数进行准确的测量，这个给准确判断输电线路的闪络类型带来了较大的困难。
（二）输电线路设计水平亟待提高
各个不同级别和地区的设计单位设计水平差距明显，而且各个地区的设计人员没有根据当地雷击活动的程度对设计标准进行灵活的利用与了解。这些因素导致很多地区的35 kV线路在设计过程中经常出现一些缺陷，诸如在设计过程中均没有提供土壤的电阻率信息，接地电阻的设计与取值方面也存在着过大的随意性，导致雷击天气经常出现跳闸的故障。
（三）接触点焊接质量较低
由于多种原因导致输电线路施工过程中对水平接地体的一些接头存在焊接缺陷，诸如敷设长度不足、接头的埋深不够以及没有按标准回填土壤等，这些因素都导致跳闸故障经常发生。
（四）接地电阻普遍较高
接地电阻偏高给输电线路的安全运行造成了严重的威胁，成为了导致输电线路安全稳定运行的一个重大隐患。这主要是由于接地装置在多年的运行过程中没有得到有效的修缮和维护，腐蚀严重而导致的。另外，一般采用的回路测试方法，在放置电极时若距离不够、杆塔内部锈蚀严重等，都将给测试结果带来误差，影响相关的判断。
三、输电线路防雷策略
（一）减小保护角直或者直接采用负保护角
避雷线和边相导线之间的连线与避雷针线之间的铅直线形成的夹角称为保护角。通过减小保护角，或者是直接采用负保护角的方式，能够有效的延长上部地线的横担，通过突出地线的作用来达到对“侧击”雷击进行保护的作用，同时对绕击、“云一地”雷击的保护也很有效。
（二）调整塔头结构，增加空气间距
当杆塔身和基础不方便改进时，可以尽量采用改变杆塔头部结构、扩大导线之间、导线与地面之间的间距等方式，尽量减少电弧发生的概率。这种方式具有成本低，见效快的特点。
（三）在杆塔横担末端设置防“侧击”避雷针
输电线路的绝缘子在雷击过程中最容易受到损害，而且恢复时间较长，因此在这个过程中要加以重点保护。在设置保护措施的过程中可以在输电线路杆塔的横担端部设置防“側击”的避雷针。安装过程中应该保证避雷针所形成的包络弧能够最大限度的覆盖绝缘子形成的暴露弧，并将横担上相关的器件都纳入到其保护范围之内，这对于扩大对杆塔横担的保护与包络具有重要作用。
（四）利用不平衡绝缘方式达到保护作用
在进行实际施工过程中，可以通过采用在双回线路设置不同数目的绝缘子方式达到不平衡绝缘的目的，进而实现降低双回线路在受到雷击作用是发生跳闸的概率，保证输电线路的持续稳定运行。其根本的原理是在线路受到雷击之后，绝缘子数目少的那一端先出现闪络，之后该段导线相当于地线，对另一回路的线路导线起到耦合作用，进而提高该段回路的耐雷击水平，使之在雷击作用下更稳定可靠的工作。
（五）适当降低杆塔的接地电阻
当杆塔发生雷击时，较小的接地电阻将保证塔顶电位出现较小的升高。因此，通过较小杆塔的接地电阻可以有效的保护输电线路免遭雷击破坏。对于那些接地电阻较大的地网，则可以砼增加地网型号或者是增加地网辐射线等方式，或者是采用降阻剂等方式进行处理，对输电线路形成保护。endprint
