鄧家洪

（重慶市電力公司綦南供電局，重慶 401420）

現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，雷害事故引起的跳閘占有很大比例，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在雷災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)由雷災(zāi)引起的輸電線路跳閘事故達(dá)到或超過總跳閘事故的1/3。輸電線路的雷電流高達(dá)數(shù)十安乃至數(shù)千安，足以引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，威脅著人員、設(shè)備和電網(wǎng)的安全，因此雷雨活躍地區(qū)普遍將防雷工作作為安全工作的重中之重。[1，2]

1 雷電對于輸電線路的危害

從輸電線路以及電網(wǎng)的安全考慮，雷電的危害主要體現(xiàn)在兩個方面：一是雷電放在輸電線路上，會引起很高的過電壓，導(dǎo)致繼電保護(hù)動作跳閘，切斷運(yùn)行線路造成巨大損失；考驗(yàn)周圍設(shè)備的絕緣水平和耐受能力，對人員、設(shè)備造成威脅。二是雷電帶來巨大電流施加在輸電線路上，導(dǎo)致雷電擊中點(diǎn)炸毀、燃燒使導(dǎo)線損毀或熔斷，巨大電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電動力還會造成桿塔等電力設(shè)備的機(jī)械損傷。

雷電導(dǎo)致的災(zāi)害往往不能通過電力系統(tǒng)自身的修復(fù)能力自動恢復(fù)，造成設(shè)備損壞更是需要一定時間和力量進(jìn)行檢修處理。雷電發(fā)生集中在春季和夏季，正是生產(chǎn)集中的時期，這一時期的電力中斷將會造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。雷電天氣發(fā)生在夜晚、環(huán)境惡劣地區(qū)的可能性較大，更增大了檢修的難度。

2 主要的防雷方法及應(yīng)用現(xiàn)狀

輸電線路所采用的防雷保護(hù)措施主要有：加裝避雷線、降低輸電桿塔的接地電阻、加強(qiáng)輸電線路絕緣水平、加裝耦合地線、加裝消弧線圈、采用不平衡絕緣系統(tǒng)和采用自動重合閘設(shè)備等。加裝避雷線是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛也是最有效的方法。避雷線又稱架空地線，是在輸電線路的桿塔間架設(shè)裸露導(dǎo)線，并在部分節(jié)點(diǎn)裝設(shè)避雷器，當(dāng)有雷電擊中避雷線時，將雷電引入大地，從而避免雷電擊中輸電線路造成損失。避雷線防雷的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何保證雷電擊中避雷線而不是其保護(hù)的線路。首先需要合理設(shè)置避雷線的數(shù)目，數(shù)目過少難以起到保護(hù)效果，數(shù)目多則需要較大的經(jīng)濟(jì)投入和施工難度，也為桿塔增加了負(fù)擔(dān)。其次是避雷線的合理布置，表1列出了主要電壓等級輸電線路在雷擊過電壓時的最小對地空氣間隙距離。在考慮對帶電輸電線路的安全保護(hù)措施時，應(yīng)考慮到帶電線路的等效絕緣面積（由對地空氣間隙距離確定）的影響，才能使整個等效絕緣截面得到保護(hù)。避雷器的合理布置和動作可靠性也極為重要，由于避雷器數(shù)目不足使雷擊點(diǎn)距離避雷器位置太遠(yuǎn)、避雷器保護(hù)有效率低導(dǎo)致事故發(fā)生是應(yīng)當(dāng)避免的。根據(jù)不完全統(tǒng)計，輸電線路避雷器保護(hù)有效率在70%～95%，尤其是對于防止易擊段、易擊塔、高阻區(qū)線路反擊、繞擊作用明顯。這說明避雷器對于重點(diǎn)地區(qū)特別布防時具有較強(qiáng)作用。

表1 輸電線路的最小對地空氣間隙距離

當(dāng)前防雷措施主要以避雷線為主，線路中間采用的避雷器分為絕緣子間隙、空氣間隙和無間隙三種，實(shí)用中大部分采用了絕緣子間隙避雷器，約占70%，線路終端采用的避雷器分為無脫離裝置、帶脫離裝置和帶間隙避雷器，實(shí)用中以帶脫離裝置和無脫離裝置占絕大部分。

3 當(dāng)前防雷存在問題與綜合防雷

雖然近年架設(shè)的輸電線路普遍安裝了避雷線且布置了大量避雷器，并且避雷器動作成功率較高，與此形成強(qiáng)烈反差的是防雷形勢依然嚴(yán)峻，仍然有大量雷電擊中輸電線路的事故發(fā)生，其中不乏已安裝避雷線的區(qū)域。輸電線路遭受的雷擊由直擊雷和繞擊雷，遭受雷擊概率最大的線路，一般存在的問題有桿塔地網(wǎng)接地電阻過高、避雷線保護(hù)角過大等情況。這就要求在解決雷擊問題上多方面考慮，采取綜合防雷的方法。

當(dāng)前在避雷線對輸電線路的防雷保護(hù)角設(shè)計中，沒有考慮輸電線路帶電所帶來的影響，仍按照不帶電線路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，一般設(shè)計成對于不帶電線路的防雷保護(hù)角≤25°，這就意味著對于帶電線路防雷保護(hù)角將達(dá)不到這一指標(biāo)，從而導(dǎo)致了繞擊雷災(zāi)的發(fā)生。如果能在避雷線的設(shè)計中考慮到這一問題，將帶電線路的等效絕緣面考慮進(jìn)去，將使以安裝避雷線的線路得到更有效的保護(hù)。這需要相關(guān)的設(shè)計、建設(shè)部門在實(shí)際工作中加以重視進(jìn)而妥善解決。高壓輸電線路的耐雷擊水平隨桿塔接地電阻增加而明顯降低，同時電壓等級越高，降低桿塔接地電阻所帶來的效果也將越明顯。對土壤本身電阻率較高的地區(qū)，可選擇更換接地網(wǎng)形式、置換土壤等方法達(dá)到降阻目的。對于雷擊多發(fā)區(qū)域的線路桿塔接地電阻應(yīng)保證小于10Ω，山區(qū)也應(yīng)小于l5Ω，不使用降阻劑可以維持土壤電阻率的水平。接地裝置埋深達(dá)到大于0.6m，即可達(dá)到良好的接地水平，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。接地裝置的開挖檢查須檢查接地裝置的掩埋深度、接地網(wǎng)形式、接頭質(zhì)量和接地截面，對不合格的必需及時處理。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。

自動重合閘的有效投入使用有利于輸電線路的快速恢復(fù)。由于雷電帶來的巨大電流沖擊，需要繼電保護(hù)快速地切除線路以減少雷電所造成的影響。對于故障導(dǎo)致的繼電保護(hù)動作斷開開關(guān)后，無論故障是否發(fā)生，自動重合閘會在整定時間后將開關(guān)重合。如果是瞬時性故障，自動重合閘的作用將保證線路快速自動地恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。為了防止永久性故障導(dǎo)致的保護(hù)再次動作，自動重合閘一般只重合一次。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，重合閘的成功率一般超過60%，簡單有效。尤其是對于雷擊故障，一般多次雷擊不會發(fā)生在同一點(diǎn)，則重合閘的成功率更高。

有選擇地采用線路防雷新技術(shù)可以進(jìn)一步提高防雷裝置的動作成功率。歐美等國多采用并聯(lián)間隙以降低線路的雷擊事故率，結(jié)合省內(nèi)外對線路避雷器的使用經(jīng)驗(yàn)，對土壤電阻率高且經(jīng)常遭受重復(fù)性雷擊的桿塔，在采取其他防雷措施后效果仍不明顯的情況下可考慮使用線路避雷器。在滿足桿塔機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)線對地距離情況下，在雷電活動強(qiáng)烈的線段為防繞擊和反擊，應(yīng)根據(jù)地形地貌選用耦合地線防雷。

4 結(jié)語

由雷電導(dǎo)致的輸電線路跳閘故障占有較大比重，防雷工作是雷雨活躍地區(qū)的重要安全工作。本文指出了雷電對于輸電線路和電網(wǎng)的危害以及防雷的必要性。說明了當(dāng)前采取的主要防雷措施以及防雷工作的難點(diǎn)，提出綜合防雷是行之有效的方法，并指出綜合防雷應(yīng)該從避雷線的布置、避雷器的選擇和布置、接地網(wǎng)的布置與檢驗(yàn)、自動重合閘的合理選用、制定完善的防雷規(guī)章等多方面進(jìn)行努力。此外，輸電線路的防雷不能僅限于輸電線路本身，輸電線路的端點(diǎn)一旦發(fā)生雷擊事故，所造成的影響將波及輸電線路，從而造成更為嚴(yán)重的影響，因此對于變電站、發(fā)電廠等站點(diǎn)的防雷工作更加重要。由于雷擊所帶來的事故極為嚴(yán)重，影響極大且恢復(fù)困難，對雷擊事故必須高度重視，必須在非雷雨季節(jié)將防雷工作布置好，在雷雨季節(jié)加強(qiáng)監(jiān)測，方可有效地完成輸電線路防雷任務(wù)。

[1]馬春華.線路避雷器和絕緣子串的伏秒特性配合問題研究[J].高壓電器,2007,1(13):68-69.

[2]GB／T 3l1.1～3l1.6-1983. 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合高電壓試驗(yàn)技術(shù) [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1985.