高压送电线路防雷措施

摘 要：随着我国经济的高速发展,对电力的需求也快速增长,因此电力输送的的安全也得到人们的高度重视.雷击跳闸是妨碍高压送电线路正常运行的一个非常严重的问题,统计得出,超过三分之一的跳闸事故都是由雷击引发.这就要求采取相应的措施来做好高压送电线路的防雷工作.本文首先介绍雷击对高压送电线路的危害,然后在此基础上探讨有针对性的防雷措施,为高压送电线路的运行维护和施工建设提供参考.

雷击在现代社会,对人类社会危害巨大,避雷针、避雷带等配合接地极使用可以保护高层建筑物,但是对于电力系统的高压送电线路而言,雷电会对运行线路造成频繁而严重的损害,是导致高压送电线路事故与障碍的一个重要原因,这就需要采取系统专业的防雷措施.

1_高压送电线路面临的雷击危害

雷击会导致高压送电线路跳闸,尤其是在一些山区、沿海、河网地带,雷击可以说是高压送电线路最常见的跳闸原因.对高压送电线路而言,雷击的危害非常大,当前,我国高压送电线路的防雷措施还比较单一,往往依靠在杆塔的顶端架设地线来防范雷击.这种防雷措施,不能较好的满足目前经济社会条件下高压送电线路的防护要求.要想更有效地为高压送电线路提供防护,首先需要分析雷击事故的危害,做出科学合理判断,进而制定科学的防护措施.雷击对高压送电线路的危害,主要表现在以下两个方面.

一方面是高压送电线路被雷电绕击,导致高压线路的跳闸.在山区出现雷电绕击的情况比较常见,山区高压送电线路遭受雷电绕击的概率是平原地区的三倍以上.山区与河网区高压送电线路通常都会出现大高差档距或者大跨越的问题,这些难免会对高压送电线路防雷水平产生影响,在那些雷电活动频繁的地带更为突出.高压送电线路被雷电绕击的概率是同避雷线与对边导线形成角度的大小、线路杆塔的高度以及线路附近的地貌有密切关系的.这就要求我们电网管理部门根据高压送电线路的实际运行经验,来对线路经过区域的地域条件进行具体的考察,然后进一步进行详细的实验来确定线路的设计方案以及防雷措施.另一方面,高压送电线路被雷电反击也会导致线路跳闸问题的出现.当高压送电线路的避雷线或者杆塔顶部被雷电击中时,电流下泄经过塔体,从而使得电位瞬间急速升高.在这个过程当中,雷击还会导致线路相导线出现感应过电压.这样一来,如果杆塔电位以及相导线出现感应过电压的电位差,大于这一地区高压送电线路电气绝缘设计强度,就会使得高压送电线路无法承受雷击所带来的高电位而发生绝缘闪络,从而导致在杆塔与导线之间出现雷电反击的问题,使得高压送电线路发生跳闸.

2.高压送电线路的常见防雷措施

高压送电线路雷击事故的发生由三个阶段组成,线路遭到雷击,进而发生闪络,线路从冲击闪络变换为工频电压,最后导致线路跳闸而中断供电.因此在高压送电线路的防雷措施方面,也可以从这四个方面入手,防止高压送电线路遭到雷击,保证线路遭到雷击后不会出现闪络,即便出现闪络后也避免导致稳定工频电弧的出现,最后是保证线路即便在出现工频电弧之后也能继续保证电力供应.提高线路绝缘水平是减少雷击闪络跳闸的首要措施,但是这会受到投资成本和维护便捷性的影响,那么,在确定绝缘子正常绝缘水平后,具体措施方案可考虑：

2.1.避雷线的架设

避雷线架设一直是高压送电线路最为基本的防雷措施.避雷线的主要用处在于防止高压线路被雷电直击,同时还能够起到一定的分流作用,尽量降低杆塔雷电流,避免塔顶电位的急剧上升.通过藕合作用来降低线路绝缘子上的电压,并且屏蔽导线,减少导线上的感应过电压.一般情况下,高压送电线路的电压等级越高,起到的避雷效果也就越好,并且避雷线在成本当中的比重也会随之降低.因此电力建设过程中规定66KV以上等级的送电线路要全部架设避雷线.为了保证避雷线不会被雷电绕过,就需要降低绕击率,也就是说设计安装时要降低避雷线跟导线之间的保护角,通常保持在20°～30°之间.220kv到500kv的高压送电线路保护角应当在20°左右,500kv之上的超高压线路保护角要控制在15°之下.

2.2.安装线路避雷器

避雷器的安装能够确保高压送电线路的杆塔和导线在电位差的波动超过避雷线动作电压的情况下,避雷器主动进行分流,从而减少线路的绝缘子出现闪络问题.因此,应当在那些雷击跳闸情况发生概率较高的线路上做好避雷器的安装工作.避雷器常见的有两大种类,一类为无间隙型,也就是说避雷器与高压送电线路是直接相连的,基本是一种发电厂、变电站型避雷器,能够有效地吸收雷击的能量,在高压送电线路正常运行以及倒闸操作电压下并不动作,此种避雷器放电特性稳定.另一种避雷器是串联间隙型,它与高压送电线路之间是通过空气来连接的,当雷击线路后工作时才会承受工频电压,有寿命长以及可靠性高的长处,并且避雷器本体部分的故障不会对线路的正常运行带来隐患.

2.3.降低杆塔的电阻

杆塔接地电阻会因为下述原因而出现波动,特别是增大,一是接地体被腐蚀,尤其近海湿地,酸碱性土壤当中,常有吸氧腐蚀或者电化学腐蚀,容易出现腐蚀的地方是接地线的地面与空气接触部分,以及接地引线与接地体之间的连接处.另一种是外力破坏而导致杆塔的接地引线出现破坏.高压送电线路的防雷水平是和接地电阻存在反比情况,因此在基建施工过程中要根据杆塔所在地的土壤电阻率来降低接地电阻,这也是改进高压送电线路防雷的重要措施.在对高压送电线路当中的接地电阻进行严格的测试的基础上,同时测试土壤的电阻率,然后对那些检测不够合格的接地装置要进一步开挖检查,重新敷设杆塔接地线系统,并严格按工艺完成焊接工作.最后是对那些已经烂断或者丢失接地引线的接地端子,重新进行焊接和测试,从而保证其防雷效果.