高压输电线路的综合防雷措施分析

2020-03-05严肃

工程建设与设计 2020年20期

关键词：接地装置过电压绝缘子

严肃

（西宁宁光工程咨询有限公司，西宁 530000）

1 引言

随着我国电力网络建设规模的不断扩大，输电线路的复杂程度在逐渐提高，其在运行过程中很容易出现故障问题，尤其是雷击问题，电力企业需要加强对高压输电线路雷击问题的研究，制订综合防雷措施，降低输电线路出现故障的概率。

2 雷电对高压输电线路的影响

雷电是伴随着强对流过程发生的一种灾害性天气现象，具有发生频次多、范围广、危害严重、社会影响大等特点，严重威胁着电力的安全生产。长期以来，雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网的安全稳定运行构成了极大的威胁，尤其是在山区、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。随着对操作过电压的深入研究，以及保护设备性能的提高和保护措施的不断完善，操作过电压水平已降至安全水平以下，雷害已成为影响高压输电线路安全运行的主要因素。雷电对高压输电线路的影响主要体现在以下几个方面。

2.1 直击雷的影响

直击雷指的是，在没有采取相应的防雷措施或防雷措施不到位的情况下，雷电会直接对高压输电线路产生电击，雷击会对高压输电线路产生较大的危害。例如，雷电直接击中杆塔后，会引起很高的过电压，称之为雷电过电压，这种过电压沿导线最终侵入变电站设备内部，使整条输电线路无法正常运行，影响局部地区电网的正常运行。

2.2 感应雷的影响

雷云经过高压输电线路所在区域时会产生放电现象，进而形成电磁感应现象，对高压输电线路造成危害。但是，通常情况下，对于 35kV 以下的线路的危害较大，而对于高压输电线路的危害则较小。

2.3 雷电冲击波的影响

雷电冲击波和直击雷以及感应雷相比较，具有一定的突发性，高压输电线路一旦遭遇雷电冲击波，会产生使其无法承受的高压，进而对输电线路造成较为严重的冲击和破坏，引发输电线路故障问题，最终导致高压输电线路无法正常运行[1]。

3 我国高压输电线路防雷工作中的问题

3.1 选用的绝缘子不合理

我国电力企业在高压输电线路防雷工作中，存在的主要问题是绝缘子的不合理选用。较为常见的是绝缘子结构高度不能满足正常运行时雷电过电压间隙，这类问题主要发生在建设时间较早的老旧输电线路中，由于老旧线路耐雷水平低，这类线路在平时运行时无故障，一旦发生雷击，线路将立刻发生停电事故，尤其在雷电高发区，这类事故发生更加频繁，存在较多的安全隐患，威胁着人们的生命财产安全。

3.2 接地装置的腐蚀问题

为了提高输电线路的安全性，我国电力企业通常会设置接地装置，但是，接地装置在实际使用过程中极易出现腐蚀问题。例如，地网的腐蚀问题以及地网降阻时造成的接地装置腐蚀问题。具体解释为：在高压输电区域范围内，一旦采用的接地装置的降阻剂达到一定的比例，随着使用时间的推移，接地装置会出现较大规模的腐蚀现象，根据相关调查资料显示，在使用 3～5年以后，接地装置甚至会出现由于生锈而导致的断裂现象，且地网腐蚀程度都较为严重。

3.3 地线的问题

随着雷害天气的增多以及电力建设标准的提高，老旧线路的防雷措施已经无法满足现行的运行要求，从而引发的雷击事故也逐渐增多。主要原因包括：（1）线路保护角不满足现行规范。地线的架设角度对架空导线的保护作用有较大的影响，如果架设的角度过大，会降低架空地线的防绕性；如果架设的角度偏小，也会影响其作用的发挥。按照 GB 50545—2010《110～750kV 架空输电线路设计规范》的要求，不同输电线路应满足以下要求：对于单回路，330kV 及以下线路的保护角不宜大于 15°，500～750kV 线路的保护角不大于 10°；对于同塔双回及多回路，110kV 线路的保护角不宜大于 10°，220kV及以上线路的保护角均不宜大于 0°；单地线线路不宜大于25°；重覆冰线路的保护角可适当加大。（2）对于雷害频繁发生的地区，可在该区段的线路杆塔上加装线路避雷器，尤其是对于单地线输电线路或没有地线的输电线路，可作为局部区域的防雷措施之一。（3）在重污秽地区，随着运行时间的增加，地线本身也易出现腐蚀现象，从而降低其防雷效用[2]。

4 高压输电线路的综合防雷措施

4.1 高压输电线路的防雷措施

随着我国高压输电线路工程技术的飞速发展，对高压输电线路的防雷工作也提出了更高标准的要求，这就需要电力企业采取综合有效的防雷措施，具体可以从以下5个方面入手：（1）降低塔杆的高度和塔顶的电位，进而降低实际接电电阻，提高输电线路的防雷水平；（2）不断提高高压输电线路的绝缘配合水平，进而加强对输电线路的绝缘保护；（3）调整保护间隙，通过利用电弧闪络加强对绝缘子的保护，进而避免输电线路被雷电击中；（4）增设防雷装置，如避雷针等，提高输电线路的防雷屏蔽能力；（5）在重污秽和重腐蚀地区选用新型耐腐蚀的地线，以提高地线使用年限，延长防雷效果。

4.2 加强对高压输电线路的有效监控

电力企业需要加强对高压输电线路的有效监控：（1）加强对高压输电线路的负重检测，主要包含对恶劣天气下的输电线路的检测，避免出现由于高压输电线路负载过重而导致的故障现象；（2）加强对高压输电线路的弧摆以及风摆的监控，降低风力和风向对输电线路的影响；（3）加强对绝缘子泄漏电流的监控，检查绝缘子的性能，保证其充分发挥作用；（4）加强对雷击的导线位置的监测，避免出现后续的重复排查工作，提高防雷工作的效率；（5）加强对高压输电线路塔杆线路的监测，避免出现人为破坏。