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(gè)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(zhǎng),遭遇雷擊的機(jī)率較大。

架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷這樣四個(gè)階段:輸電線路受到雷電過(guò)電壓的作用:輸電線路發(fā)生閃絡(luò);輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓;線路跳閘,供電中斷。針對(duì)雷害事故形成的四個(gè)階段,現(xiàn)代輸電線路在采取防雷保護(hù)措施時(shí),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)。

架空輸電線路防雷的具體措施

現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)常用的架空輸電線路防雷改進(jìn)措施簡(jiǎn)述如下:

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。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線,同時(shí)還具有以下作用:

1)分流作用,以減小流經(jīng)桿塔的雷電流,從而降低塔頂電位;

2)通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓;

3)對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。

通常來(lái)說(shuō),線路電壓愈高,采用避雷線的效果愈好,而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也愈低。因此,110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路都應(yīng)全線架設(shè)避雷線。

同時(shí),為了提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽效果,減小繞擊率,避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些,一般采用20°~30°。220kV及330kV雙避雷線線路應(yīng)做到20°左右,500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線,保護(hù)角在15°左右。

2安裝避雷針

安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施。

但是在實(shí)際應(yīng)用卻存在以下問(wèn)題:

1)由于避雷針而導(dǎo)致雷擊概率增大

2)保護(hù)范圍小

國(guó)內(nèi)外不少防雷專家,對(duì)避雷針能向被保護(hù)物有多大的保護(hù)距離做了系統(tǒng)的研究得出的結(jié)論是:“對(duì)一根垂直避雷針無(wú)法獲得十分肯定的保護(hù)區(qū)域”。英國(guó)的BS6551法規(guī)曾指出:“經(jīng)驗(yàn)顯示不能依賴避雷針提供任何保護(hù)區(qū)內(nèi)的完整保護(hù)”。而德國(guó)防雷法規(guī)則有意識(shí)地不引入避雷針保護(hù)范圍的概念。從避雷針因側(cè)擊雷、繞擊雷,造成事故的實(shí)例來(lái)分析,其保護(hù)范圍是不十分肯定的。

由于避雷針的引雷作用,所以雷擊次數(shù)就會(huì)提高,當(dāng)雷電被吸引到針上,在強(qiáng)大的雷電流沿針而流入大地過(guò)程中,雷電流周?chē)纬傻拇艌?chǎng)會(huì)產(chǎn)生截應(yīng)過(guò)電壓,它與雷電流的大小及變化速度成正比,與雷擊的距離成反比。而被保護(hù)物的自然屏蔽裝置對(duì)電磁感應(yīng)或電磁干擾的屏蔽作用,不能達(dá)到有效屏蔽,使被保護(hù)區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備因感應(yīng)過(guò)電壓而損壞。

4)反擊的危害

當(dāng)雷電被吸引到針上,將有數(shù)千安的高頻電流通過(guò)避雷針及其接地引下線和接地裝置,此時(shí)針和引線的電壓很高,若針對(duì)被保護(hù)物之間的距離小于安全距離時(shí),會(huì)由針及引下線向被保護(hù)物發(fā)生反擊,損壞被保護(hù)物。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定針距被保護(hù)物的空氣中距離≥5米,針距被保護(hù)物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米,針對(duì)這一要求,微波塔和電視發(fā)射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規(guī)范的要求。

5)電磁感應(yīng)問(wèn)題

在強(qiáng)大的雷電流沿避雷針向下流入地中的過(guò)程中,會(huì)在周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng),它會(huì)使微波通信、計(jì)算機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)。強(qiáng)大的電磁場(chǎng),可以使金屬開(kāi)口環(huán)或打包用鐵箍的接觸不良處發(fā)生放電,從而引燃引爆易燃易爆物。更常見(jiàn)的則是引起微電子設(shè)備(通信設(shè)備,計(jì)算機(jī)設(shè)備等)的失靈與損壞。受雷擊的針及引線,在高頻雷電流作用下,將從接觸點(diǎn)至地面產(chǎn)生一個(gè)較高的接觸電壓。當(dāng)雷電流流入大地?cái)U(kuò)散時(shí),在入地點(diǎn)沿半徑各點(diǎn)形成不同的電位,若跨入該區(qū)域會(huì)產(chǎn)生很高的跨步電壓。在測(cè)避雷針不適用于對(duì)弱電設(shè)備的保護(hù),更不易用于易燃易爆品的防雷保護(hù)。因它引來(lái)強(qiáng)大的雷電流在接地引線斷線卡處易產(chǎn)生火花,還會(huì)在附近的金屬開(kāi)口環(huán)處產(chǎn)生火花,從而引起事故。

3加強(qiáng)線路絕緣

由于輸電線路個(gè)別地段需采用大跨越高桿塔(如:跨河桿塔),這就增加了桿塔落雷的機(jī)會(huì)。高塔落雷時(shí)塔頂電位高,感應(yīng)過(guò)電壓大,而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率,可在高桿塔上增加絕緣子串片數(shù),加大大跨越檔導(dǎo)線與地線之間的距離,以加強(qiáng)線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔(dān)等沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子來(lái)降低雷擊跳閘率。。

4采用差絕緣方式

此措施適宜于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),并且導(dǎo)線為三角形排列的情況。所謂差絕緣,是指同一基桿塔上三相絕緣有差異,下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子,當(dāng)雷擊桿塔或上導(dǎo)線時(shí),由于上導(dǎo)線絕緣相對(duì)較“弱”而先擊穿,雷電流經(jīng)桿塔人地,避免了兩相閃絡(luò)。湖南郴州電業(yè)局和包頭供電局在雷害嚴(yán)重的一些35kV線路上應(yīng)用了這一方法,收到了事故率明顯下降的效果。據(jù)計(jì)算,采用差絕緣后,線路的耐雷水平可提高24%。

5采用不平衡絕緣方式

在現(xiàn)代高壓及超高壓線路上,同桿架設(shè)的雙回路線路日益增多,對(duì)此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時(shí),可考慮采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雙回路雷擊同時(shí)跳閘率,以保障線路的連續(xù)供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數(shù)有差異,這樣,雷擊時(shí)絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò),閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線,增加了對(duì)另一回路導(dǎo)線的耦合作用,提高了線路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò),保障了另一回路的連續(xù)供電。

6藕合地埋線

藕合地埋線可起兩個(gè)作用,一是降低接地電阻,《電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)》指出:連續(xù)伸長(zhǎng)接地線是沿線路在地中埋設(shè)1—2根接地線,并可與下一基塔的桿塔接地裝置相連,此時(shí)對(duì)工頻接地電阻值不作要隸_國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,它是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔接地電阻的有效措施之一。二是起一部分架空地線的作用,既有避雷線的分流作用,又有避雷線的藕合作用。據(jù)有的單位的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在一個(gè)20基桿塔的易擊段埋設(shè)藕合地埋線后,10年中只發(fā)生一次雷擊故障,有文獻(xiàn)介紹可降低跳閘率40%,顯著提高線路耐雷水平。

7預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針

預(yù)放電棒的作用機(jī)理是減小導(dǎo)、地線間距,增大藕合系數(shù),降低桿塔分流系數(shù),加大導(dǎo)線、絕緣子串對(duì)地電容,改善電壓分布;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。預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針常一起裝設(shè),這一方法曾在廣東、貴州等地采用,有一定的效果。制作、安裝和運(yùn)行維護(hù)方便,以及經(jīng)濟(jì)花費(fèi)不多是其特點(diǎn)。

8裝設(shè)消雷器

消雷器是一種新型的直擊雷防護(hù)裝置,在國(guó)內(nèi)已有十余年的應(yīng)用歷史,目前架空輸電線路上裝設(shè)的消雷器已有上千套,運(yùn)行情況良好。雖然對(duì)消雷器的機(jī)理和理論還存在懷疑和爭(zhēng)論,但它確實(shí)能消除或減少雷擊的事實(shí)已被越來(lái)越多的人承認(rèn)與接受。消雷器對(duì)接地電阻的要求不嚴(yán),其保護(hù)范圍也遠(yuǎn)比避雷針大。在實(shí)際裝設(shè)時(shí),應(yīng)認(rèn)真解決好有關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)中的問(wèn)題。

9使用接地降阻劑

近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)一些單位在處理接地時(shí)使用了降阻劑,取得了較好的降阻效果,介紹降阻劑的文章也不少,降阻劑確實(shí)熱極一時(shí)。據(jù)有關(guān)資料介紹,降阻劑使用后接地電阻隨時(shí)間的推移而下降,并且由于其PH值一般均在7.6一8.5之間,有的呈中性略偏堿,對(duì)接地體有鈍化保護(hù)作用,故基本無(wú)腐蝕現(xiàn)象。但是,使用較長(zhǎng)時(shí)間表明接地降阻劑對(duì)接地體產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐蝕。故在采用這一方法時(shí)應(yīng)關(guān)注長(zhǎng)期的效果,特別是對(duì)接地體的腐蝕問(wèn)題。

10采用中性點(diǎn)非有效接地方式

在我國(guó)35kV及以下電力系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。這樣可使由雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動(dòng)消除,不致引起相間短路和跳閘。而在二相或三相落雷時(shí),由于先對(duì)地閃絡(luò)的一相相當(dāng)于一條避雷線,增加了分流和對(duì)未閃絡(luò)相的耦合作用,使未閃絡(luò)相絕緣上的電壓下降,從而提高了線路的耐雷水平。因此,對(duì)35kV線路的鋼筋混凝土桿和鐵塔,必須做好接地措施。

總之,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(wèn)題,要從實(shí)際出發(fā),因地制宜,綜合治理。在采取防雷改進(jìn)措施之前,要認(rèn)真調(diào)查分析,充分了解地理、氣象及線路運(yùn)行等各方面的情況,核算線路的耐雷水平,研究采用措施的可行性、工作量、難度、經(jīng)濟(jì)效益及效果等,最后來(lái)決定準(zhǔn)備采用某一種或幾種防雷改進(jìn)措施。

篇2:輸電線路防雷技術(shù)措施

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與電力需求的不斷增長(zhǎng),電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行問(wèn)題也越來(lái)越突出。對(duì)于輸電線路來(lái)講,雷擊跳閘一直是影響高壓輸電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動(dòng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性,目前世界上對(duì)輸電線路雷害的認(rèn)識(shí)研究還有諸多未知的成分。進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮,綜合分析每一條線路的具體情況,通過(guò)安全、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量比較,選取有針對(duì)性的防雷設(shè)計(jì)技術(shù)措施,以達(dá)到提高供電可靠性的目的。

一防雷的原則

線路防雷保護(hù)首先在于抓好基礎(chǔ)工作,目前國(guó)內(nèi)外在雷電防護(hù)手段上并沒(méi)有出現(xiàn)根本的變化,很大程度上要依賴傳統(tǒng)的技術(shù)措施,只要運(yùn)用得好,仍然是可以信賴的。對(duì)已投運(yùn)的線路,應(yīng)結(jié)合地區(qū)的地貌、地形、地質(zhì)以及土壤狀況與接地電阻的合理水平給出正確的評(píng)價(jià),找出可能存在薄弱環(huán)節(jié)或缺陷,因地制宜地采取措施。

二雷擊跳閘分析

高壓輸電線路遭受雷擊的事故主要與四個(gè)因素有關(guān):線路絕緣子的50%放電電壓;有無(wú)架空地線;雷電流強(qiáng)度;桿塔的接地電阻。高壓輸電線路各種防雷措施都有其針對(duì)性,因此,在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí),我們選擇防雷方式首先要明確高壓輸電線路遭雷擊跳閘原因。

2.1高壓輸電線路繞擊成因分析

根據(jù)高壓輸電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬試驗(yàn)均證明,雷電繞擊率與避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角、桿塔高度以及高壓輸電線路經(jīng)過(guò)的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對(duì)山區(qū)的桿塔,我們的計(jì)算公式是:?

山區(qū)高壓輸電線路的繞擊率約為平地高壓輸電線路的3倍。山區(qū)設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)大跨越、大高差檔距,這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié);一些地區(qū)雷電活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈,使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。

2.2高壓輸電線路反擊成因分析

雷擊桿、塔頂部或避雷線時(shí),雷電電流流過(guò)塔體和接地體,使桿塔電位升高,同時(shí)在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)高壓輸電線路絕緣閃絡(luò)電壓值,即Uj>U50%時(shí),導(dǎo)線與桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò),這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。我們知道,

由以上公式可以看出,降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)β、加強(qiáng)高壓輸電線路絕緣都可以提高高壓輸電線路的耐雷水平。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。

三高壓輸電線路防雷措施

清楚了輸電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因,我們就可以有針對(duì)性的對(duì)設(shè)計(jì)中輸電線路經(jīng)過(guò)的不同地段,不同地理位置的桿塔采取相應(yīng)的防雷措施。

3.1加強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣水平。高壓輸電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比,加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè),保證高壓輸電線路有足夠的絕緣強(qiáng)度是提高線路耐雷水平的重要因素。我們?cè)谠O(shè)計(jì)高壓線路時(shí)充分比較各種絕緣子的性能,分析其特性,認(rèn)為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn),并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體,質(zhì)地均勻,燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體,仍具有足夠的絕緣性能,所以設(shè)計(jì)中我們多考慮采用玻璃絕緣子。

3.2降低桿塔的接地電阻。高壓輸電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓輸電線路耐雷水平的基礎(chǔ),是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。對(duì)于土壤電阻率較高的疑難地區(qū)的線路,則應(yīng)跳出原有設(shè)計(jì)參數(shù)的框框,特別是要強(qiáng)化降阻手段的應(yīng)用,如增加埋設(shè)深度,延長(zhǎng)接地極的使用,就近增加垂直接地極的運(yùn)用,使用降阻劑等。

3.3根據(jù)規(guī)程規(guī)定:在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段,可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)增大,并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流,從而提高高壓輸電線路的耐雷水平。

3.4適當(dāng)運(yùn)用高壓輸電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí),避雷器就加入分流,保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在雷擊跳閘較頻繁的高壓輸電線路上選擇性安裝避雷器可達(dá)到很好的避雷效果。目前我公司在35kV輸電線路中根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在無(wú)避雷線的特定地段安裝了一定數(shù)量的高壓輸電線路避雷器,運(yùn)行反映較好,但由于裝設(shè)避雷器投資較大,我們只能根據(jù)特殊情況少量使用。

四其它方面

我們?cè)谶M(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

4.1在選擇高壓輸電線路路徑時(shí),應(yīng)盡量避開(kāi)雷電多發(fā)區(qū)或?qū)Ψ览撞焕牡胤?對(duì)于易受雷擊的桿塔接地,要盡量降低接地電阻。

4.2在選擇避雷方式時(shí)也要充分考慮本地區(qū)的防雷經(jīng)驗(yàn)及特點(diǎn),選用合適的避雷方法;

4.3對(duì)于雷擊多發(fā)區(qū)也應(yīng)當(dāng)減少大檔距段的設(shè)計(jì)和在規(guī)程允許的范圍內(nèi)降低塔高。

4.4加強(qiáng)高壓輸電線路的驗(yàn)收。對(duì)于新投產(chǎn)的高壓輸電線路,做好高壓輸電線路的驗(yàn)收工作,抽查接地體的埋深是否符合規(guī)程的要求,射線長(zhǎng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度,接地體與接地引下線是否有可靠的電氣連接,這些都是保證桿塔可靠防雷基礎(chǔ)。

4.5對(duì)已投運(yùn)的線路,生產(chǎn)單位要加大對(duì)老舊線路的投資和改造力度,對(duì)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題較多的線路、雷擊頻發(fā)區(qū)段,要集中人力、資金,盡快進(jìn)行改造。

五結(jié)束語(yǔ)

在總結(jié)了輸電線路防雷工作存在的問(wèn)題和如何運(yùn)用好常規(guī)防雷技術(shù)措施的基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為雷電活動(dòng)是小概率事件,隨機(jī)性強(qiáng),要做好輸電線路的防雷工作,就必須抓住其關(guān)鍵點(diǎn)。綜上所述,為防止和減少雷害故障,設(shè)計(jì)中我們要全面考慮高壓輸電線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)弱程度、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等情況,還要結(jié)合原有高壓輸電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行方式等,通過(guò)比較選取合理的防雷設(shè)計(jì),提高高壓輸電線路的耐雷水平。雷電活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的自然現(xiàn)象,需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部門(mén)的通力合作,才能盡量減少雷害的發(fā)生,將雷害帶來(lái)的損失降低到最低限度。

篇3:輸電線路防雷技術(shù)措施

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)輸電線路供電可靠性的要求越來(lái)越高。同時(shí)伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展,雷擊輸電線路引起的跳閘、停電事故絕對(duì)值也日益增多。據(jù)電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計(jì)表明,在我國(guó)跳閘率較高的地區(qū),高壓線路運(yùn)行的總跳閘次數(shù)中,由于雷擊原因的事故次數(shù)約占(50~70)%。尤其是在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的山區(qū),雷擊輸電線路引起的事故率更高,帶來(lái)巨大的損失。要保障線路安全運(yùn)行;應(yīng)對(duì)雷害原因進(jìn)行有效的分析,確定雷擊性質(zhì),并采取相應(yīng)有效的防雷措施。

1雷害原因分析

輸電線路雷擊閃電是由雷云放電造成的過(guò)電壓通過(guò)線路桿塔建立放電通道,導(dǎo)致線路絕緣擊穿,這種過(guò)電壓也稱為大氣過(guò)電壓,可分為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓。雷擊主要是通過(guò)建立一個(gè)放電泄流通道,從而使大地感應(yīng)電荷中和雷云中的異種電荷,因此雷擊和接地裝置的完好性有直接的關(guān)系。

輸電線路感應(yīng)雷過(guò)電壓最大可達(dá)到400kV左右,它對(duì)35KV及以下線路絕緣威脅很大,但對(duì)于110kV及以上線路絕緣威脅很小,110kV及以上輸電線路雷擊故障多由直擊雷引起,并且同接地裝置的完好性有直接的關(guān)系。直擊雷又分為反擊和繞擊,都嚴(yán)重危害線路安全運(yùn)行。在采取各種防雷措施之前,應(yīng)該對(duì)雷擊性質(zhì)進(jìn)行有效分析,準(zhǔn)確分析每次線路故障的閃絡(luò)類型,采用針對(duì)性強(qiáng)的防雷措施,才能達(dá)到很好的防雷效果。

反擊雷過(guò)電壓是雷擊桿頂和避雷線出現(xiàn)的雷過(guò)電壓,主要與絕緣強(qiáng)度和桿塔接地電阻有關(guān),一般發(fā)生在絕緣弱相,無(wú)固定閃絡(luò)相別,所以對(duì)于反擊雷過(guò)電壓應(yīng)采取降低桿塔接地電阻,加強(qiáng)絕緣,提高耐雷水平。繞擊雷過(guò)電壓是雷電繞過(guò)避雷線直接擊中導(dǎo)線而出現(xiàn)的雷過(guò)電壓,主要與雷電流幅值,線路防雷保護(hù)方式,桿塔高度,特殊地形有關(guān),主要發(fā)生在兩邊相。目前對(duì)繞擊雷過(guò)電壓采取的主要措施是減少避雷線保護(hù)角,安裝避雷器等。

實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明:山區(qū)線路由于地形因素的影響和有效高度的增加,繞擊率較高;平原,丘陵地區(qū)的線路則以反擊為主。山區(qū)線路選擇良好的防雷走廊,減小避雷線保護(hù)角,加強(qiáng)絕緣是最有效的防雷措施。對(duì)于平原,丘陵地區(qū)的線路降低按地電阻是最有效的防雷措施。

影響雷害的因素有很多,通過(guò)對(duì)輸電線路雷擊故障分析,準(zhǔn)確判斷雷害故障的性質(zhì),必須掌握線路的運(yùn)行狀況,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地理情況進(jìn)行綜合分析。

2防雷措施

輸電線路防雷設(shè)計(jì)的目的是提高線路的防雷性能,降低線路的雷擊跳閘率。在確定線路防雷的方式時(shí),應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式、線路電壓等級(jí)和重要程度、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率等自然條件,并參考當(dāng)?shù)卦芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,采取合理的保護(hù)措施。除架設(shè)避雷線措施之外,還應(yīng)注意做好以下幾項(xiàng)措施。

2.1接地裝置的處理

(1)高壓輸電線路耐雷水平隨桿塔接地電阻的增加而降低。電壓等級(jí)越高,降低桿塔接地電阻的作用將變得更加重要。對(duì)土壤電阻率較高地區(qū),應(yīng)選擇更換接地網(wǎng)形式和置換土壤的方法,達(dá)到降阻。在雷擊多發(fā)區(qū)域,主網(wǎng)線路桿塔接地電阻應(yīng)保證小于10Ω,山區(qū)也應(yīng)小于15Ω。在雷雨季節(jié)前,對(duì)雷擊多發(fā)區(qū)域線路應(yīng)按規(guī)程要求的方法,進(jìn)行桿塔接地電阻測(cè)量。

(2)接地裝置埋深,要求大干0.6m,采用增大截面的接地引下線,引下線(熱鍍鋅)表面要進(jìn)行防腐處理。嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行接地裝置的開(kāi)挖檢查制度。重點(diǎn)檢查接地裝置的埋深、接頭和截面的測(cè)量,對(duì)不合格的及時(shí)進(jìn)行處理。

(3)降低桿塔接地電阻,還需要確保架空地線、接地引下線、地網(wǎng)相互之間的良好連接。

2.2減小外邊相避雷線的保護(hù)角或者采用負(fù)角保護(hù)

在以往進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí),只要求遵照規(guī)程規(guī)定滿足桿塔避雷線保護(hù)角的要求就行了,忽略了山坡對(duì)防雷保護(hù)角的影響,則造成了桿塔防雷保護(hù)角不能滿足防雷設(shè)計(jì)的實(shí)際要求,增加了線路閃絡(luò)次數(shù),影響了電網(wǎng)安全運(yùn)行。針對(duì)山區(qū)運(yùn)行線路容易受繞擊的情況,建議采用有效屏蔽角公式計(jì)算校驗(yàn)桿塔有效保護(hù)角,以便設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)保護(hù)角偏大情況采取相應(yīng)措施減少雷電繞擊概率。

2.3加強(qiáng)絕緣和采用不平衡絕緣方式

在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地段、大跨越高桿塔及進(jìn)線段,應(yīng)增加絕緣子片數(shù)。因?yàn)檫@些地方落雷機(jī)會(huì)較多,塔頂電位高,感應(yīng)過(guò)電壓大,受繞擊的概率也較大,通過(guò)適當(dāng)增加絕緣子片數(shù),增大導(dǎo)線和避雷線間的距離,達(dá)到加強(qiáng)絕緣的目的。規(guī)程規(guī)定:全高超過(guò)40m的有地線桿塔,每增高10m應(yīng)增加一片絕緣子。隨著同桿塔架設(shè)雙回線路的不斷出現(xiàn),當(dāng)普通的防雷措施不能滿足要求時(shí),采用不平衡絕緣方式可避免雙回線路在遭受雷擊時(shí)同時(shí)跳閘。其原理是兩回路的絕緣子片數(shù)不同,遇到雷擊情況時(shí),絕緣子片數(shù)少的一回路先閃絡(luò),閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于避雷線,增加了對(duì)另一回路導(dǎo)線的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不發(fā)生閃絡(luò),保持連續(xù)供電。

2.4安裝避雷器

避雷線的架設(shè)在一定程度上降低了導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓,但不是完全消除,這就要求安裝避雷器來(lái)將雷電流泄放到大地,從而限制過(guò)電壓,保障輸電線路及設(shè)備的安全。未沿全線架設(shè)避雷線的35kV~110kV架空輸電線路,應(yīng)在變電所1km~2km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線。此外,發(fā)電廠、變電所的35kV及以上電纜進(jìn)線段,在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器,連接電纜段的1km架空線路應(yīng)架設(shè)避雷線。

2.5裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置

由于線路絕緣具有自恢復(fù)性能,大多數(shù)雷擊造成的閃絡(luò)事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此,安裝自動(dòng)重合閘裝置對(duì)于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)110kV及以上的高壓線路重合閘成功率達(dá)75%~95%,35kV及以下的線路成功率約為50%~80%。因此,各級(jí)電壓等級(jí)的線路均應(yīng)盡量安裝自動(dòng)重合閘裝置。

2.6加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè),消除設(shè)備隱患

雷擊閃絡(luò)中單相閃絡(luò)機(jī)會(huì)最多,閃絡(luò)地點(diǎn)也是一基桿塔比較多見(jiàn),但有時(shí)也有連續(xù)幾基同時(shí)閃絡(luò),或相隔幾基閃絡(luò)的。所以,故障巡查時(shí),不能只查到一個(gè)故障點(diǎn)就結(jié)束故障巡視,而應(yīng)把全區(qū)段查完。對(duì)110kV及以上輸電線路可以應(yīng)用雷電定位系統(tǒng),雷電定位系統(tǒng)是一種全自動(dòng)實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生雷擊跳閘時(shí),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(shí)查找故障點(diǎn),大大節(jié)省巡線人員的故障巡視時(shí)間,使線路及時(shí)恢復(fù)供電,確保線路的供電可靠性。同時(shí),通過(guò)對(duì)雷電定位系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析,能及時(shí)掌握雷電活動(dòng)的規(guī)律、特性和有關(guān)數(shù)據(jù),為做好防雷工作提供保證。

3結(jié)語(yǔ)

雷電活動(dòng)是一種復(fù)雜的大自然現(xiàn)象,目前沒(méi)有哪種防雷措施能夠起到絕對(duì)防雷作用,即使比較成熟的防雷措施,也只能是相對(duì)降低雷害概率,減少線路雷擊跳閘次數(shù)。為大幅度降低或消除雷害事故,必須在實(shí)踐中探索,不斷積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),完善輸電線路的防雷措施,采取更有效的防雷措施。