電力架空輸電線路防雷措施

電力架空輸電線路防雷措施摘要：架空輸電線路是電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于它暴露在自然之中，故極易受到外界的影響和損害，其中最主要的一個方面是雷擊。架空輸電線路所經(jīng)之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長，遭遇雷擊的幾率較大。文章筆者對架空輸電線路幾種防雷措施分析介紹，供業(yè)內(nèi)人士借鑒。關(guān)鍵詞：架空輸電線路；雷害；跳閘；防雷措施Abstract:theoverheadtransmissionlinesispowergridsandanimportantpartofthepowersystem.Becauseitisexposedtothenature,sovulnerabletooutsideinfluencesanddamage,oneofthemainaspectisthelightning.Theoverheadtransmissionlinesinthewildernessbythemostlyfororhills,mountains,transmissionlineslong,morelikelytoencounterbylightning.Thearticletheauthoronoverheadtransmissionlinesisanalyzedtointroduceseveralkindsoflightningprotectionmeasuresforindustryinsidersreference.Keywords:overheadtransmissionlines;Rayharm;Trip;Lightningprotectionmeasures架空輸電線路由于長度大，分布面積廣，布線復(fù)雜，以及其架空高度高，因此其遭受雷擊事故的幾率非常高，由此產(chǎn)生的電力系統(tǒng)事故也多，特別是地處多雷區(qū)的35kV及以上架空輸電線路。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)的大部分瞬時性跳閘事故都是由于架空輸電線路的雷害面引起，雷害所引起的事故經(jīng)濟(jì)損失是不可估計的。架空輸線路的防雷能力的高低在很大程度上決定著架空輸電線路的運(yùn)行指標(biāo)的高低。因此，我們有必要去分析研究架空輸電線路的防雷措施與技術(shù)。一、雷害的形成及防雷原則性1、雷擊的形式線路遭受雷擊的形式可歸納為直擊雷和感應(yīng)雷兩種。直擊雷指帶電的雷云直接對架空線路的地線、桿塔頂或?qū)Ь€、絕緣子等放電，以波的形式分左右兩路前進(jìn)而引起直擊雷過電壓的現(xiàn)象。感應(yīng)雷指當(dāng)雷擊線路附近時，其先導(dǎo)路徑上的電荷對導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)電荷，當(dāng)主放電開始時，該電荷被迅速中和而產(chǎn)生的雷電流及雷過電壓現(xiàn)象。2、 雷害事故形成的四個階段架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷這樣4個階段:①輸電線路受到雷電過電壓的作用；②輸電線路發(fā)生閃絡(luò)；③輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓；④線路跳閘，供電中斷。3、 線路防雷的四道防線線路防雷的基本任務(wù)是采用技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上合理的措施，將雷電事故減少到可以接受的程度，以保證供電的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。針對雷害事故形成的四個階段，現(xiàn)代輸電線路在采取防雷保護(hù)措施時，要做到“四道防線”，即:①防直擊，就是使輸電線路不受直擊雷。②防閃絡(luò)，就是使輸電線路受雷后絕緣不發(fā)生閃絡(luò)。③防建弧，就是使輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電弧。④防停電，就是使輸電線路建立工頻電弧后不中斷電力供應(yīng)。二、輸電線路防雷措施對于線路防雷工作應(yīng)按照“層層設(shè)防，突出重點(diǎn)，因地制宜，兼顧財力'的原則進(jìn)行，有針對性地采取各種有效措施為線路設(shè)置一道道有力的屏障，防止雷電波的侵入，提高線路的耐雷水平，從根本上降低雷擊跳閘率。目前轄區(qū)采取的防雷措施主要有：1、 架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果，減小繞擊率，避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些。因地區(qū)處于高海拔山區(qū)，目前運(yùn)行中的110kV線路架設(shè)均已沿全線架設(shè)雙避雷線，保護(hù)角在200左右，35kV線路僅在變電站進(jìn)出線2km內(nèi)架設(shè)雙避雷線。2、 裝設(shè)線路自動重合閘裝置輸電線路遭受雷擊跳閘一般都是瞬時故障，大多數(shù)情況下都能在線路跳閘后自動重合成功，因此，在變電站裝設(shè)線路自動重合閘裝置，能大大提高線路的供電可靠性。目前運(yùn)行中的35?110kV線路架設(shè)均已裝設(shè)線路自動重合閘裝置。3、 裝設(shè)接地裝置并降低桿塔接地電阻裝設(shè)接地裝置并降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻阻值的高低是影響桿（塔）頂電位高低的關(guān)鍵性因素。桿塔接地電阻如果過大，雷擊時易使桿（塔）頂電位升高，對線路產(chǎn)生反擊。若接地電阻滿足要求（見表3），則雷電波侵入時，絕大多數(shù)雷電流將沿著桿塔導(dǎo)入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運(yùn)行。表3有避雷線架空電力線路桿塔的工頻接地電阻土壤電阻率（Q•m） 100及以下100以上至500500以上至1000 1000以上至20002000以上接電電阻（Q）10152025304、 加強(qiáng)線路絕緣絕緣子性能的優(yōu)劣將直接影響到線路的耐雷水平。線路運(yùn)行單位應(yīng)加強(qiáng)對絕緣子的全過程管理，加大對絕緣子的檢測力度，嚴(yán)把質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān)，防止劣質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行。對于已經(jīng)掛網(wǎng)運(yùn)行的絕緣子，應(yīng)嚴(yán)格按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定定期對絕緣子進(jìn)行檢測，并對瓷絕緣子的劣化情況進(jìn)行統(tǒng)計、分析，對不合格的應(yīng)及時進(jìn)行更換，確保線路絕緣始終滿足運(yùn)行要求。根據(jù)近兩年運(yùn)行線路的統(tǒng)計數(shù)據(jù)證明，加強(qiáng)的絕緣的線路耐雷水平大大增強(qiáng)，減少了雷擊跳閘事故的發(fā)生。5、 線路避雷器避雷器應(yīng)用在線路上作為防止直擊雷防護(hù)，在國內(nèi)己有十余年的應(yīng)用歷史，目前架空輸電線路上裝設(shè)的避雷器，運(yùn)行情況良好。近幾年在110kV線路安裝線路避雷器，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，安裝線路避雷器的桿塔沒有再發(fā)生雷擊事故，有2基桿塔的避雷器計數(shù)器顯示動作各1次，經(jīng)檢查桿上設(shè)備無損壞現(xiàn)象，安裝的避雷器看到了防雷效果。6、 設(shè)棍合地線對于已經(jīng)架設(shè)了避雷線且經(jīng)常受雷害侵襲的桿段，若接地電阻受條件限制很難降低時，可在導(dǎo)線下方增加一條或兩條架空地線，稱為藕合地線。耦合地線提高耐雷水平的機(jī)理:①耦合地線可以增加導(dǎo)線和地線間的耦合作用，雷擊塔頂時在導(dǎo)線上產(chǎn)生更高的感應(yīng)電壓，從而減小絕緣子串承受的沖擊電壓；②耦合地線可以降低桿塔的分流系數(shù)，特別是在接地電阻較高時，可使雷電流易于通過鄰近桿塔的接地裝置散流，從而降低塔頂電位。7、 加裝避雷針（1）負(fù)角保護(hù)針。負(fù)角保護(hù)針可看成裝在線路邊導(dǎo)線外側(cè)的避雷針，其目的是改善屏蔽，減小臨界擊距。具體做法是:在易遭受繞擊桿塔的橫擔(dān)處用角鋼固定在橫擔(dān)上，伸出邊相絕緣子串3m左右。其特點(diǎn)是制作、安裝和運(yùn)行維護(hù)方便，以及經(jīng)濟(jì)花費(fèi)不多，能有效防止繞擊的發(fā)生。在一些山區(qū)的山腰和斜坡處的桿塔，受地形的影響其避雷線的實(shí)際保護(hù)角比設(shè)計保護(hù)角要大，邊導(dǎo)線超出避雷線的屏蔽范圍，線路存在繞擊區(qū)。安裝負(fù)角保護(hù)針可將繞擊區(qū)屏蔽掉，有效防止雷電繞擊，起到了很好的防雷效果?？煽胤烹姳芾揍槨？煽胤烹姳芾揍樖俏錆h高壓研究所經(jīng)長期防雷研究和大量的高壓試驗(yàn)而取得的新研究成果。它的保護(hù)原理是：以變化緩慢的小電流上行雷閃放電形式釋放雷云電荷，避免強(qiáng)烈的下行雷閃放電危害被保護(hù)對象?？煽胤烹姳芾揍樣舍橆^、接地引下線、接地裝置組成。它的針頭不再是單針，而是由主針、動態(tài)環(huán)、貯能裝置組成。線路型頭部均壓環(huán)避雷針。線路型頭部均壓環(huán)避雷針是廣西大學(xué)經(jīng)研究的防雷成果。除在桿頂安裝線路型頭部均壓環(huán)避雷針外，在接地裝置入地部分配合使用“散流裝置”。在110kV線路上安裝使用，安裝桿塔至今未發(fā)生雷擊故障。8、 加裝塔頂防雷拉線防雷拉線有分流和屏蔽的作用。在雷擊桿塔頂部時，一部分雷電流經(jīng)桿塔入地，一部分雷電流經(jīng)防雷拉線入地，可以起到分流的作用，降低反擊電位，減少反擊的可能性。根據(jù)對某條線路雷電流幅值近20年的實(shí)測，在雷擊桿塔頂部時，塔頂防雷拉線使塔身分流系數(shù)下降了1.5倍，即耐雷水平至少提高了1.5倍。當(dāng)雷電流繞過桿塔頂部的避雷線，在直擊導(dǎo)線時，首先會觸及防雷拉線，可以起到屏蔽作用，減少繞擊的可能性。9、 明設(shè)接地引下線明設(shè)接地引下線就是用鋼絞線將架空避雷線與防雷接地裝置直接連接起來。110kV及以下電壓等級的架空電力線路，一般使用混泥土電桿，架設(shè)時接地裝置與桿塔一般在焊口處連接。雷擊避雷線時，雷電流將通過水泥桿內(nèi)鋼筋作為釋放雷電流的通道。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行年限長的桿塔，由于水泥桿內(nèi)鋼筋銹蝕，不能迅速將雷電流引入大地釋放，造成反擊跳閘，明設(shè)接地引下線可有效解決此問題。10、 應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行分析雷電定位系統(tǒng)是一種全自動實(shí)時雷電監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生雷擊跳閘時，雷電定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確定位雷擊桿塔，幫助巡線人員及時查找故障點(diǎn)，大大節(jié)省巡線人員的故障巡視時間，使線路及時恢復(fù)供電，確保線路的供電可靠性。同時，通過對雷電定位系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，能及時掌握雷電活動的規(guī)律、特性和有關(guān)數(shù)據(jù)，對防雷工作大有裨益。三、結(jié)論影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多，有一定的復(fù)雜性，解決線路的雷害問題，要從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，綜合治理。在