输电线路的综合防雷措施

2019-01-14明宇

通信电源技术 2019年6期

关键词：避雷线架设避雷器

明宇

（国网晋城供电公司，山西晋城 048000）

0 引言

电力供应直接影响人们的生产生活，需提高供电稳定性和安全性。高压输电线路由于所处的地理环境和自然环境比较容易遭受雷击，造成的经济损失不可估量。因此，详细论述了综合防雷措施。

1 输电线路事故原因分析

输电线路中，高压输电比较容易遭受雷击损害。高压输电线路的建设比较困难，对地理位置和地理条件要求较高。对于一些地势复杂、险峻的地区，高压输电线路不仅架设难度较大，而且遭受的损害也较多。由于输电面积较广、输电线路较长、地势较开阔及线路架设较高，很容易在雷雨天气遭受雷击。

1.1 输电线路绝缘配置不到位

绝缘装置是为了避免输电线路中产生电流回流。如果绝缘装置配备不到位，甚至失去效用，容易发生跳闸现象。绝缘装置一般使用周期较长，老化现象较严重，一旦遭受雷击，会造成非常严重的电力事故，且修复周期较长，造成的损失较大。

1.2 输电线路中防雷装置不达标

高压输电线路建设中，需提前设计好防雷装置的安装。但是，实际建设中容易忽略杆塔保护角，增大了雷击概率，所以设计时要保证杆塔保护角符合标准，增强高压输电线路的防雷能力。避雷针不适用于输电线路的架设。

1.3 杆塔接地工作不完善

经研究发现，多数雷击事故的发生都是由于雷电直接击中线路或者击中输电线路附近的空旷地带，造成了过电压现象。发生过电压事故的原因和杆塔接地装置直接相关。杆塔接地的阻值如果高于标准值，就会直接降低输电线路的耐雷水平。杆塔高度也会影响输电线路的防雷能力，杆塔高度越高，引雷面积就越大，输电线路的防雷能力就越弱，且反击概率也越高，更容易跳闸。

2 输电线路综合防雷的具体措施

输电线路的过电压保护方式会因输电线路的电压级别、电荷性质、系统运行方式、雷电活动的频繁程度及当地具体环境的不同而采取不同措施。

2.1 线路走廊的选择

线路走廊的选择是从路线上避开雷电频发的地区，需做好前期调研工作。根据当地的气候和自然环境，选择雷电较少的地区，还需结合相应的知识避开雷电频发的场所。例如，水库、山顶及半山区，不是靠近水，就是地势较高，容易引雷。向阳坡下雨频繁，容易引雷。靠近河流湖泊的高坡或者杆塔接地电阻高的地区，容易引雷。横跨水库、河流、湖泊及地势较高的平原地区等，四周较空旷，输电线路架设较高，且靠近水域，容易引雷。

2.2 架设避雷线

经调查研究发现，在平原地区架设避雷线效果显著。避雷线和避雷针的原理是相同的，都是把雷电通过导线引入地下的避雷网，以减少其对输电线路的危害[1]。

避雷线在雷电高发的山地、丘陵地区避雷效果不佳。山地不仅是多雷区也是易绕击区。多山地区易出现绕击失效和侧击失效的现象。为减少绕击，需减少保护角。对于已建成的输电铁塔，已无法改变其保护角。对于正在建设或者准备建设的输电铁塔，可合理设计保护角，一般不宜超过20°，最大不能超过30°。

架设耦合地线防雷效果显著。耦合地线可有效降低输电线路的反击跳闸率。对于超高电压输电线路，需降低杆塔的接地电阻，以加强避雷效果，但是实际操作中较难实现。通过增强避雷线和导线的耦合作用，可降低绝缘子串的过电压，也可降低输电线路反击跳闸率，提高输电线路的防雷、耐雷水平。

2.3 降低杆塔的接地电阻

降低杆塔的接地电阻是有效的防雷措施。接地电阻过大会增加雷电反击跳闸率，是输电线路遭受雷电危害的关键原因[2]。降低杆塔接地电阻的方法是放射法埋设钢筋。但是该方法只适用于电阻率低、土壤条件好及石头较少的平原地区。对于石头较多、土壤较少及电阻率高的山地地区，可添加降阻剂来降低杆塔的接地电阻。降阻剂的组成成分有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂及导电水泥等。降阻剂是良好的导电体，可作用于接地体和土壤之间。一方面，降阻剂可与金属接地体紧密接触，形成较大的电流流通平面；另一反面，降阻剂可针对性地降低地区杆塔的接地电阻，降低雷电反击跳闸率，提高输电线路的耐雷水平。

2.4 安装线路型的避雷器

2.4.1 氧化锌避雷器

氧化锌避雷器也叫线路型避雷器，是最有效的一种防雷措施，可从根本上杜绝输电线路跳闸。氧化锌避雷器的原理是当雷击杆塔或绕击导线在绝缘子串两端产生的过电压超过避雷器的放电电压时，避雷器首先动作，释放雷电流，然后在工频电压下呈现高阻，工频续流截断，从而保护绝缘子串免于闪络，开关并不跳闸。氧化锌避雷器多安装于雷电电击事故频发地区。但是氧化锌避雷器的安装建设成本较高，不适合大面积、大范围地安装建设。

2.4.2 线路型避雷器安装原则

（1）多安装于山区

一般山区都是雷电高发区，并且多有雷电绕击导线发生输电线路跳闸事故。由于一般山区杆塔的接地电阻较高，使用降阻剂和架设避雷线效果都不明显，需安装线路型避雷器。

（2）考虑杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距

对于一些杆塔接地电阻较高的地区，应尽量改造杆塔档距，以降低接地电阻。如果因为环境因素和其他因素无法进行改造，且雷电电击事故频发，可考虑安装线路型避雷器。

（3）考虑交通条件

安装线路型避雷器时，需充分考虑避雷器安装地区的交通条件，尽可能降低工程建设成本。

2.5 加强维护，提高输电线路的绝缘水平

输电线路架设完成后，需对输电线路加强维护，特别是对绝缘子的维护，包括定期检测和更换老化、失去绝缘能力的绝缘子。绝缘子一直处于交变电场中，随着时间的推移会慢慢失去绝缘性，进而使绝缘子的分布电压降低甚至变为零。绝缘子的绝缘性降低，输电线路的绝缘性也会随之降低，容易出现闪络事故。为提高输电线路的耐雷能力，需专门人员定期检查和更换绝缘子。

3 综合防雷措施总结

雷电是一种自然现象不能阻止，只能通过人为方法减少雷电对输电线路的影响。常规方法不能高效全面地提高输电线路的抗雷率，只能局部降低雷电反击跳闸率。氧化锌避雷器可从根本上消除雷电反击跳闸率，防止雷电击中输电线路和输电高塔。架设避雷线、减少保护角及降低杆塔接地电阻都可有效提高输电线路的耐雷水平。添加降阻剂可降低地区的电阻率，但是对于一些高电阻率的地区效果并不显著。安装线路型避雷器可显著提高输电线路的耐雷能力，但安装成本过高，不适合大面积铺设。