多雷区架空输电线路的防雷措施浅析

分类：电力论文发表 时间：2012-12-15 10:37 关注：(1)

　　摘要：架空输电线路防雷技术是一项艰巨的任务，由于雷电是自然现象，目前人们尚未熟练地掌握其规律性，还不能更好地对其进行防御，不能有效地降低雷击频率，也无法有效保障人们的生命财产安全。本文针对多雷区架空输电线路的防雷技术中出现的问题进行了分析，并就此提出了一些建议。

　　关键词：多雷区;架空输电线路;防雷措施

　　全球气候的变暖使当前的天气形势发生了巨大转变，我国大陆地区，尤其是中高纬度地区降水增加，雷暴等极端天气出现的频率和强度加大。防范雷电灾害对供电系统的安全、稳定运行具有重要意义。供电系统安全、稳定运行对生产生活的重要性不言而喻，对供电安全提出了更高、更严格的要求。输电线路是供电安全稳定的生命线，做好输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故损失的关键。近几年来，雷击线路事故频发，造成多起断线、开关跳闸等停电事故，对供电安全生产造成很大的威胁，防范雷电灾害是我们电力工作者的重要任务。对电网雷击断线事故典型案例分析与研究的基础上，找出发生雷击时过电压的原因和系统薄弱环节，采用相应的防雷措施。

　　1.架空输电线路防雷概述

　　架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。通常所称的输电线路就是指架空输电线路。通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来，输送或交换电能，构成各种电压等级的电力网络或配电网。因此，如何切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施，从而降低线路雷击跳闸率，是保证电力系统安全稳定运行的必要条件。

　　然而，任何防雷系统都离不开接地，要做好架空输电线路防雷保护，其核心问题就是要做好接地。输电线路杆塔接地装置作为输电线路重要组成部分，作用是确保外来雷电流入地面，保护绝缘线路设备，减少线路雷击跳闸率。因此，确保接地装置完整性，是降低输电线路雷击跳闸率的主要措施。

　　架空线路装设避雷线，是为了防止雷电直击导线，产生危及线路绝缘的过电压。避雷线遭受雷击后，雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地，从而可保证线路的安全供电。不同的杆塔接地电阻值，雷电流在杆塔顶部形成不同的电位，同时雷电波在避雷线中传波时，又会与线路导线耦合而感应出—个行波，但这行波及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电直击导线时产生的过电压幅值低得多。

　　2.架空输电线路雷击跳闸类型

　　经过统计分析该地区从2007年至今的输电线路跳闸情况，引起线路跳闸雷击形式主要有以下几种。

　　(1)绕击类跳闸，其故障点的特点为线路架设有架空避雷线，故障点的接地电阻合格，故障点为单基单相或相邻两基同相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较小，故障点所处地形一般为山顶边坡等易绕击地形，故障相一般为水平排列的边相或垂直排列的中、上相。此类跳闸多出现在110 kV、220 kV线路当中;

　　(2)反击类跳闸，其故障点的特点为故障点的接地电阻不合格，故障点为一基多相或多基多相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较大，故障相一般为水平排列的中相或垂直排列的中、下相。此类跳闸在35～220 kV线路当中均有出现;

　　(3)感应雷跳闸，其故障点的特点为线路未架设架空避雷线，故障点的接地电阻合格，故障点为一基多相或单相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较大，故障相一般为水平排列的边相或垂直排列的上相，且多发生在35 kV及以下电压等级的输电线路上。

　　3.防雷电保护措施

　　3.1降低杆塔的接地电阻

　　降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆(塔)顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆(塔)顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求(见表1)，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。

　　3.2采用差绝缘方式

　　此措施适宜于中性点不接地或经消弧或经消弧线圈接地的系统，并且导线为三角形排列的睛况。所谓差绝缘，是指同一基杆塔上三相绝缘有差异，下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子，当雷击杆塔或上导线时，南于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿，雷电流经杆塔入地，避免了两相闪络。在雷害严重的一些线路上应用了这一方法，收到了事故率明显下降的效果。据计算采用差绝缘后，线路的耐雷水平可提高24%。

　　3.3采用不平衡绝缘方式

　　在现代高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对此类一路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式来降1氐双回路雷击同时跳闸率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。

　　对于多雷区或雷电活动特别强烈地区，使用普通型合成绝缘子，注重审核其雷电全波冲击耐受电压水平是否满足该区域的耐雷水平。其次是适当增加绝缘子高度，使合成绝缘子有足够的有效干弧距离以达到提高线路的耐雷水平，在满足风偏和导线弧垂对地距离的情况下，增加一片线路瓷绝缘子或使用加长型合成绝缘子。

　　3.4藕合地埋线

　　藕合地埋线可起两个作用，一是降低接地电阻，《电力工程高压送电线路设计手册》指出：连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1 根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，此时对工频接地电阻值作运行经验证明，它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。二是一部分架空地线的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的藕合作用。据有的单位的运行经验，在一个2O基杆塔易击段埋设藕合地埋线后，1O年中只发生一次雷击故障，有可降低跳闸率4O%，显著提高线路耐雷水平。

　　3.5安装线路避雷器等其他防雷装置

　　对于110 kV及以上电压等级输电线路，绕击跳闸为主要的雷击跳闸类型，在保证接地电阻合格的情况下，采取安装线路避雷器等其他装置成为了主要的防绕击措施。目前该局安装的防雷装置有线路避雷器、雷电接闪器、可控避雷针，这3种装置当中，避雷器的使用经验已经比较丰富，效果也比较好，但是安装比较麻烦。可控避雷针是近年来推出的一种新式防雷装置，从原理上分析可以防绕击和反击，但是使用经验仍然为零，其效果有待验证。

　　结束语

　　架空电路防雷技术的合理设计，将会减少或降低雷击的跳闸率。由于雷电是自然现象，很难掌握其规律性，只能按原有的经验，在原来的经济技术的基础上，采用新的技术对其进行预测，做好防控工作，尽量降低防雷概率，使雷击的跳闸次数减少。我国当前的防雷技术还不够成熟，如何有效地降低或消除雷电事故，仍需继续探索，不断总结经验教训，使架空输电线路防雷技术更加完善。