送电线路运行中的防雷措施探讨

    尚泽霖

    摘 要：雷击引起的送电线路跳闸问题一直是影响供电安全的难题。本文就雷击对线路破坏原理进行了阐述，并从绝缘配合、避雷线、避雷器等方面提出了防雷措施，旨在有效提升送电线路的耐雷水平，以供参考。

    关键词：送电线路；运行；防雷措施

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.198

    0 引言

    随着时代发展及电力需求的提升，供电企业安全生产也越来越受重视。对送电线路来说，雷击跳闸对送电线路的可靠供电有着重要影响。因为雷电具备复杂性、突发性及随机性，供电企业应联合其他部门做好雷电探测，并做好相应的防雷措施。

    1 雷电破坏送电线路的原理

    雷电活动能够产生磁场及热电效应强度，会造成较强的机械损伤，暴露荒野的送电线路会容易受电磁辐射影响，会对人们造成很强的危害。目前电子设备会集成较高的电压，并在电力系统运行过程中被广泛运用。高度集成的设备对雷电磁脉冲是较为敏感的。送电线路在经受雷击后，电磁波会出现超载，因为集成电路具备较高的灵敏度，运行设备中引线损坏会影响感应敏感器件，这样就会造成电源设备出现跳闸情况，造成送电设备的错误操作，从而破坏变电站中的送电网络。送电线路受雷击也成为大气过压，其类型分为雷电感应压及直接雷击过压两种。原因是当雷电过压时，载体为放电线杆，击穿引线绝体。通过雷电放电通道的建立，异构电荷产生的电荷及地球交换所产生的电荷在云中，因此它被雷击后接地装置还处于完好状态[1]。

    2 送电线路的防雷措施

    送电线路形成雷害事故一般经历以下几个阶段：送电线路受雷电作用；送电线路出现闪络；送电线路由冲击闪络变成稳定的电压；线路跳闸，中断供电。对于以上四个阶段，送电线路采取防雷措施时，应守好这四道防线，即防电击、防闪络、防建弧、防停电。

    2.1 正确选择绝缘配合

    在送电线路中，绝缘配合要综合考虑电气设备所能承受的电压、绝缘的耐受性和保护装置的特性等，合理确定设备的绝缘水平，有效降低因为绝缘造成的事故损失，使设备的维修及造价能够保证效益最大化。选择绝缘子串片数时，应做到：有充足的破坏强度；对电气有一定的绝缘强度；能够承受过电压；在特定情况下，0-2级污秽区域中应用优质瓷质或玻璃绝缘子，3-4级应用复合绝缘子。选择塔头绝缘时，主要由大气状态及绝缘子串与空气间隙之间的放电电压。这是因为电压受空气密度和湿度的影响，放电电压会由于空气密度与湿度的增加而随之升高。在80%以上湿度时，绝缘的表面会出现闪络的现象。

    2.2 搭设避雷线

    避雷线的架设是送电线路最基本有效的防雷措施。避雷线主要是避免雷直接击打在导线上，同时还能：分离电流，降低杆塔流经的雷电流，来减少塔顶的电位；耦合导线，降低绝缘子电压；屏蔽导线，减轻导线感应过电压。一般而言，线路的电压越高避雷线的效果也会越好，同时避雷线的造价也会更少（通常不高于线路总造价10%）。因为规程的规定，220kV及以上的电压的送电线路要全线搭设避雷线，110kV的线路也应搭设全线的避雷线。

    为了使避雷线屏蔽导线的效果得到提升，确保雷电不绕过避雷线而直击导线，应降低绕击率。避雷线应设置20°-30°的边导线保护角。220kV和330kV的双避雷线保护角应做到20°左右，而550kV和其以上的特高压、超高压线路的双避雷线应设立15°以下的保护角。

    2.3 在线路上安装避雷器

    应用高压送电的线路避雷器。因为避雷器的安装造成杆塔与导线之间的电位差高于避雷器电压时，避雷器就会起到分流作用，确保绝缘子不出现闪络。在雷击跳闸频繁的送电线路中进行选择性的安装避雷器。线路避雷器主要有：（1）无间隙型。避雷器直接连接导线，它延续了电站型避雷器，具备可靠的吸收冲击能量，没有放电延时、串联间隙在运行过程中的电压及操作电压不动作，避雷器处在完全不带电状态，清除电气老化的问题；串联间隙上下电极呈现垂直状态，稳定放电和极小分散性的优点。（2）带串联间隙型，导线借助空气间隙连接避雷器，在雷电流的作用下才经受工频电压作用，具备运行时间长及可靠性高等优势。通常应用带串联间隙型，因为间隙具备隔离作用，避雷器不用承受运行电压，不用考虑长期运行电压中出现的老化问题，且避雷器的故障不会影响线路正常运行。

    2.4 降低杆塔的接地电阻

    杆塔的接地电阻加大的原因有：（1）接地体被腐蚀，尤其是山区中的酸性土壤或风化土壤，很容易出现电化学和吸氧的腐蚀，容易被腐蚀的是接地引下线和水平接地体之间的连接点。（2）在山坡坡带因为雨水冲刷造成水土流失而使线路与大地失去接触。（3）外力的破坏，杆塔的接地体或接地引下线被盗及受外力破坏。送电线路接地电阻和耐雷水平成反比，结合杆塔土壤的电阻率真实情况，尽最大可能使杆塔接地电阻降低，这是最经济有效的提升线路耐雷水平的措施。

    具体措施为：首先，重新测试线路测试中不合格的杆塔接地电阻，并对土壤中的电阻率进行测试。其次，开挖检查不合格的杆塔放射线，重现敷设并焊接杆塔接地线。然后，焊接已烂断或没有接地引线的杆塔装置，并重新测试接地电阻，重新敷设不符合规定的杆塔。最后，对敷设接地电阻不合格杆塔应用降阻模块实行改造[2]。

    2.5 加強监测工作

    应用雷电定位系统，能够在送电线路受到雷击过程中更好的确定故障地地点，来帮助工作人员及时的解决维修问题，同时减低工作强度及时间。及时恢复供电确保了送电线路的正常运行。同时为分析雷电事故、雷电规律及特点等提供了准确的数据。为送电线路的防雷措施实施奠定良好开端及保证。

    3 结论

    综上所述，为了减少和避免雷电事故，进行设计时应考虑送电线路所经过的地区中雷电程度、地形地貌及土壤中的电阻率等实际情况，还要根据原有的送电线路正常运行的经验及方式等，通过对比来选择正确的防雷手段，提升线路的耐雷水平。雷电属于较为复杂的自然活动，需要电力相关部门之间的配合，才能有效降低雷害事故，使送电线路的损失降到最低。

    参考文献：

    [1]李艳秀. 送电线路运行中的防雷措施[J].建材发展导向（下），

    2017（01）.

    [2]李建军.对高压送电线路设计防雷措施的探讨[J].科技与企业，2014（15）：379.