输电线路及变电站防雷保护措施浅析

2020-01-19邵帅国网北京市电力公司检修分公司

环球市场 2020年20期

邵帅国网北京市电力公司检修分公司

随着电网规模的不断发展，输电线路由于雷击造成的跳闸现象也在逐渐的增加，这种现象对线路设备的安全运行造成了非常严重的影响。高架输电线路上的相关雷击问题一直属于安全供电的一个难点。因此，寻求更加有效的线路以及变电站防雷措施一直是供电公司员工们密切关注的一个话题。

一、因雷击导致电力系统跳闸的因素

（一）线路杆塔的接地电阻值比较高

在一般情况下，如果雷击档距中避雷线的时候，空气的间隙之间并不会出现闪络的现象，当雷电的电流向杆塔的两边传播的时候，会产生比较强烈的电晕，到达杆塔的时候，幅值就已经下降了许多，这时候，如果电阻值没有那么高，就不会出现闪络的情况。但是如果雷击导致反击过电压，并且接地电阻值比较高，就会容易发生闪络的现象，出现相间短路，从而使得电力系统跳闸[1]。

（二）消弧线圈设置不准确

如果没有将消弧线圈设置准确，输电线路就会出现短路的情况，那么消弧线圈就不能够给予足够的补偿，从而导致跳闸。

二、输电线路防雷的相关措施

（一）分流的措施

分流指的是在室外以及地面的所有电线之间进行并联连接，这样可以起到很好的避雷效果。当直接雷电或者感应雷电线路产生的相关过电压波沿着这些导线进入到房间或者设备的时候，避雷器的电阻会出现下降，且会下降到一个非常低的值，进一步接近短路的状态，这样雷电流就可以达到分流的状态。分流属于现代防雷技术发展当中的一项重点研究工作，可以更好的对各种各样的电气电子设备进行保护，属于非常关键的措施。对雷电进行分流之后，一小部分仍然会沿着相应的导线进入设备，这对于那些不耐高压的微电子设备来讲仍然非常的危险。因此，对于这类设备，应该在电线进入外壳之前进行多级的分流[2]。

（二）屏蔽的措施

屏蔽指的是使用金属网、箔、壳、管以及其他的一些导体对要保护的物体进行围绕，这样可以起到对雷电脉冲进行阻止，防止从太空中通过。屏蔽对雷电电磁脉冲的辐射，是一个非常有效的方法，可以防止对电子设备造成的影响。

（三）接地的措施

接地指的是为了防止已经合并到防雷系统当中的雷电泄漏到相应的地面上面而采取的措施。比较良好的接地可以非常有效的对线上的电压进行降低。在之前，一些法规要求将电子设备单独的进行接地，以更好的防止杂散电流或者瞬态电流对设备的正常运行起到干扰作用。接地属于防雷系统当中一种最基本的环节。接地有很大的缺点，不能很好的对所有防雷措施进行发挥出来。在防雷设施的安装以及验收规范当中，防雷接地属于一种最基本的相关安全要求[3]。

三、变电站的雷电防护措施

（一）站内避雷针

为使站内露天电气设备免受雷击伤害，通常会在变电站内特定位置处设计避雷针，并且与站内接地网相连，在防雷性能上更加的高效，能够将雷击电流导入站内接地网，使站内电气设备免受雷电干扰。

（二）雷电侵入波的防护

对变电站来说，不仅要预防站内直击雷，更要对雷电侵入波进行防护，这是因为站内出线多为架空线，当线路遭雷击后会沿线侵入到站内而造成设备损坏。常用的防雷措施有：

1.合理配置避雷器

为降低线路雷电侵入波的影响，避雷器是最为常见的措施，可显著提高站内设备抗雷电干扰的能力，然而其对于安装环境有要求，要严格依据有关电力设施安装规定进行布置，起到分摊雷电冲击电流的作用。避雷器经多年发展也有很大改善，从最先的阀型避雷器到氧化物避雷器，抗雷击性能得到显著的改善，并且氧化物避雷器已逐渐普及，但也要注意避雷器设备的合理规划和安装设计，与站内电气设备相配合，尽可能的确保其避雷效果[4]。

2.进线段防护措施

所谓进线段，通常是指以变电站为中心两千米范围内的线路部分。在进线段设置避雷线有助于雷电波电流峰值的有效抑制，提高站内设备及线路的安全性。一旦雷电侵入波过大，超出避雷器耐受范围，会使得站内设备遭雷击损坏。所以，在变电站进线段区域内还要合理的布置避雷器设施。通常对于不同的输电线路，因其所具备的绝缘及耐雷水平有一定的区别，其所采用的避雷器设备也有较大差异。既要保证避雷器设置的合理性，还要对雷电侵入波方起到限制作用。对于线路杆塔的布置要考虑到接地的电阻，可通过增大与土壤接触而降低其雷击电流回路的电阻。对于避雷器的规划也要考虑到其类型的差异性，通过优化避雷器材料，使其对雷电环境有更高适应性。避雷的关键还在于电阻数值的降低，天气变化及土壤特性均对避雷特性有影响，所以在避雷设施设计中要着重考虑天气及土壤等因素，对变电站进线段避雷保护进行科学的规划，充分发挥其对于站内电气设备的保护作用。

3.发挥断路器保护功能

由于雷电发生频率随季节变化，而且多数雷电故障出现在雨季，这不仅与雨季雷电多发有关，还与断路器性能会受到空气湿度的影响有关。尽管基本所有断路器具备较好的绝缘条件，然而在降雨来临时多少会有影响，进而影响到断路器安全性。所以，要做好变电站防雷保护，要充分考虑线路进线以及站内断路器的保护，在这过程中，间隙保护有更高的应用效果，并且具有可调整和修复的特点[5]。