输电线路雷击跳闸故障及防范技术分析

2020-12-23邹斌

时代农机 2020年3期

邹斌

（湖南宝源电力实业有限公司，湖南邵阳422000）

近几年来，随着中国改革开放经济的飞速发展，居民的生活水平、社会化程度有了显著的提高，各个家庭的用电量也随之增大，因此总用电规模也有了质的提升，这就对我国的电力事业提出了新的要求，同时在一定程度上也促进了电力行业的发展。输电线路作为电力系统中必不可少的一部分，它的正常工作直接会影响到整个电力系统的电能输送情况，尤其是在输电线路受到雷击后，会出现非常严重的故障，例如线路短路不能正常供电，甚至还会发生火灾等。因此相关电气技术人员一定要加强输电线路的防雷性能，确保输电线路的稳定工作。

1 输电线路遭受雷击的影响

一般情况下，输电线路受到雷击的程度和类别的不同其产生的故障也不尽相同，比如对于雷电直击输电线路来说，还会出现多项故障的情况。如果出现雷电反击，则故障原因会更加复杂。其中包括以下几点故障：一是会产生跳闸现象导致连续杆塔设备常出现异常的闪络现象；二是在正三角形排列输电线路的上部分会出现异常情况；三是还会导致输电线路中横向的中线出现短路现象而雷电的绕击现象，会导致输电线路的单项短路故障。

然而对于整个供电系统中的输电线路而言，雷击现象对整个系统会产生非常大的影响，尤其是常用的220kV 的输电线路，如果该输电线路受到雷击的影响，那么就会出现更多的故障，其中包括以下几种：一是输电线路的跳闸现象；二是连接在一起的电气设备会受到雷击而损坏；三是出现绝缘子的闪络异常，甚至在有些时候还会威胁到人们的生命财产安全。如果实际的输电线路是在山区或者人口较少的交通不便利地区，如果输电线路出现雷击的现象就会非常难以查找故障所在地，严重影响人们的生产生活用电。另外，输电线路遭受雷击一般都是在比较恶劣的天气条件下，而且在雨季遭受雷击还非常容易造成大树的倾倒，这种情况下如果不尽快采取合理的解决措施，就会出现连线现象，甚至还会电击到路过的行人，危及人们的生命安全。

2 输电线路雷击跳闸现象的原因

据了解，现阶段我国的所有输电线路绝缘性能较低，一般情况下只是可以正常温度传输电能，在面临雷击这种高强度的大电流时就无法起到任何作用。一般情况下，电流在5-7kA 的范围就会导致输电线路出现跳闸故障，然而雷击的情况下产生的电流在40kA 左右，如果输电线路受到雷击必然会引起输电线路跳闸。对于高压输电线路来说，在实际的工作中极易遭受雷击现象，主要有以下几点原因：一是输电线路中的绝缘子的50%放电电压；二是输电线路中有没有设置架空接地线；三是雷电电流的强度非常大；四是输电线路中杆塔的接地电阻相对较小。然而在实际的高压线路中都有一系列防雷装置的设置，由此来避免高压线路跳闸的现象，然而现阶段这些防雷措施的不规则施工也是输电线路出现雷击跳闸现象非常关键的因素。

3 输电线路雷击跳闸现象的防范技术

针对输电线路雷击跳闸故障，相关管理人员必须制定最佳的预防雷击的方案以及选择最佳的防雷技术，避免输电线路遭受雷击的影响。一般情况下，在实际的输电线路中防雷技术主要有两种类型：一种是“堵塞型”防雷技术，另一种是“疏导型”防雷技术。

3.1 “堵塞型”防雷技术的应用

“堵塞型”防雷技术为了更好地减少雷击故障，实际的应用中应该做到以下几个要点：一是相关电气技术人员应该合理地将地线的保护角设置得小一些。为了更好地保护输电线路，有效防止其受到雷击的影响，尤其是正在220kV 高压电的输电线路杆塔的整体高度大于等于40 米时，这个时候相关技术人员就需要将架空地线对各个相线中的保护角合理减少，要将其设置在5°左右，而对于更高的电压，如500kV 的输电线路中，其地线的保护角应该降低到0°以下。二是相关技术人员必须要在输电线路上方设置架空地线。设置架空地线最主要的原因就是有效避免输电线路在遭受雷击的时候侧面的绕击导线出现故障，这种技术方法在实际的应用中非常广。三是相关技术人员还必须要根据实际的输电线路的情况来判断，并且合理加大复合绝缘子的整体长度。在实际的电力系统中，复合绝缘子的作用是至关重要的，尤其是在预防雷击闪络故障方面极其显著，一般在多雷和强雷地区采取这种技术方法。四是相关电气技术人员还应该在输电线路的上方位置塔头的方向布置避雷针。避雷针可以有效地避免大范围的输电线路遭受到雷击。经实践证明，合理设置避雷针的输电线路可以减少50%的雷击故障，尤其是在山区等多雷的区域使用避雷针，其效果甚佳。

3.2 “疏导型”防雷技术的应用

“疏导型”防雷技术在实际的输电线路中应用可以有效增加电能在输送线路的抗雷性能。相关技术人员利用定位雷击闪络和疏导工频电弧的方式来保护绝缘子串，有效保证重合闸的成功几率。在实际的应用中电气技术人员有以下两种技术方案可以实现：一是合理设置绝缘子串并联的间隙。为了更好地保护绝缘子串和间隙中的设备正常工作，必须要设置好两者之间的距离，保证其距离在绝缘子串的干弧长度之内。但是必须要注意的是这种技术方案不适合高压输电线路的使用；二是电气技术人员需要加装线路式的避雷装置。这种类型的避雷装置主要的化学成分为氧化锌。它的作用主要体现在以下几个方面，一是该装置的布置可以有效提高整个输电线路的绕击抗雷性能；二是还可以有效提高整个输电线路的反击抗雷性能；三是可以极大降低高压输电线路在遭受雷击时的跳闸现象。

4 输电线路预防雷击现象的相关建议

对于实际中的输电线路而言，相关技术人员在进行防雷工作的部署时，必须要结合地区的线路分布情况以及地形的相关影响，同时还要考虑所在区域中输电线路的结构特点和天气变化情况，在上述问题综合考虑的前提下，相关电气技术人员要制定最佳的防雷方案，最大限度实现预防雷击的目的，或者是有效减少雷击跳闸故障。在实际开展的预防雷击工作中，主要从下几个方面开展工作：一是合理布置避雷针的位置；二是提高输电线路的绝缘性能；三是设置架空地线，保证在输电线路受到雷击之后可以有效疏通雷击电流。

在实际的预防雷击工作开展阶段，相关电气技术人员最终实现的目的就是要打破原来的输电线路中的最大允许通过电流的限制，增强整个输电线路的绝缘性能和抗雷性能。在实际的电力系统设计中，部分电气技术人员通过增加绝缘子片的数量或者是选择绝缘导线的方式来增加其输电线路的绝缘性能，这种方式可以在一定程度上增加输电线路的绝缘性能，但是对于输电线路的整体而言，并没有很大的实际效果。因此，为了有效提高输电线路整体的绝缘性能，相关电气技术人员必须要在原来的位置上创造出一片新的区域，具体的技术体现是采用绝缘横担来代替所有的金属横担，这样可以对杆塔的构造从根本上改变，极大地增强其绝缘性能。在实际的输电线路防雷部署中，对于雷击故障多发地区，为了更好地保护输电线路的正常工作，相关电气技术人员一定要在输电线路上方布置架空地线，并且架空地线的质量一定要有保障，只有这样才能更好地避免输电线路出现雷击跳闸的现象。