陸顯明

摘 要：分析了配電網(wǎng)電力線路受到雷擊發(fā)生跳閘事故的原因，闡釋了電力線路防雷管理的重要性，并提出了電力線路的防雷管理措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力線路；防雷管理；接地桿塔；絕緣子

中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0087-02

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，人們對(duì)電力的需求越來(lái)越大。對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的電力線路來(lái)說(shuō)，因雷電襲擊而導(dǎo)致的跳閘問(wèn)題會(huì)對(duì)供電的安全、可靠產(chǎn)生直接影響。雷電具有隨機(jī)性和不可控制性，對(duì)電力線路的危害較大。因此，要加強(qiáng)電力線路的防雷管理，減少事故的發(fā)生，從而降低電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

1 電力線路遭受雷擊發(fā)生跳閘的原因

配網(wǎng)電力線路遭受雷擊破壞的影響因素包括：架空地線、桿塔接地電阻、雷電強(qiáng)度、線路絕緣放電電壓。

1.1 雷電直接擊中電力線路

通常，配網(wǎng)電力線路中產(chǎn)生大氣過(guò)電壓包括兩種情況：感應(yīng)雷過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓。其中，感應(yīng)雷過(guò)電壓是雷電擊中線路附近的地面，產(chǎn)生電磁感應(yīng)而引發(fā)的過(guò)電壓；直擊雷過(guò)電壓是雷電直接擊中電線形成的過(guò)電壓。按照性質(zhì)的不同，可以將電力線路的雷擊故障分為雷電繞擊和反擊閃絡(luò)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示，在電力系統(tǒng)受到的雷電襲擊中，直擊雷過(guò)電壓的危害性最大。由于配網(wǎng)電力線路對(duì)應(yīng)的防雷措施不同，所以在選擇防雷措施時(shí)，首先要確定線路遭受雷擊導(dǎo)致跳閘的具體原因。

1.2 電力線路遭受雷電繞擊

電力線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，電力線路遭受雷電繞擊的概率與高壓電力線路途經(jīng)地的地形地貌、地質(zhì)條件、桿塔高度和避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角有直接關(guān)系。位于山地的電力線路受到雷電繞擊的概率是平原地區(qū)的3倍，因?yàn)樵谏絽^(qū)架設(shè)電力線路時(shí)，桿塔的跨越幅度和高差檔距較大，線路抵抗雷電的能力較弱。如果某地區(qū)的雷電活動(dòng)強(qiáng)烈，則這個(gè)區(qū)段的電力線路會(huì)更容易受到雷電的襲擊。

1.3 電力線路遭受雷電反擊

當(dāng)雷電電流經(jīng)避雷線、雷擊桿傳入接地和塔體時(shí)，會(huì)導(dǎo)致塔桿電位的升高，進(jìn)而導(dǎo)致相導(dǎo)線出現(xiàn)過(guò)電壓。當(dāng)塔體電位與導(dǎo)線過(guò)電壓合成的電流超過(guò)輸電線路絕緣子閃絡(luò)的電壓時(shí)，接地桿塔與導(dǎo)線間就會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。提高耦合系數(shù)、降低桿塔電阻、增強(qiáng)線路的絕緣能力、減小分流系數(shù)均是有效的電力線路防雷方式。

2 配網(wǎng)電力線路防雷管理的重要性

電力企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到配電網(wǎng)絡(luò)電力線路防雷的重要性。由于電力線路是高聳于地面的電力設(shè)施，通常位于空曠地區(qū)，而且線路很長(zhǎng)，因此，其容易遭受雷擊。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，長(zhǎng)度為100 km、高度為8 m的電力線路每年遭到雷擊的平均次數(shù)為4.8次。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，雷擊是電力線路停電故障的主要原因之一，此外，雷擊線路還會(huì)對(duì)變電所、發(fā)電廠的安全運(yùn)行造成影響。提高電力線路的防雷技術(shù)水平，不僅能夠確保電力系統(tǒng)的安全、可靠供電，還能保護(hù)變電所和發(fā)電廠的電力設(shè)備，為其安全運(yùn)行提供可靠保障，因此，加強(qiáng)配網(wǎng)電力線路的防雷管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但以目前的技術(shù)水平來(lái)看，尚不能夠做到線路的絕對(duì)防雷，要根據(jù)具體情況對(duì)各種線路采取有針對(duì)性的防雷措施?？傮w而言，需要綜合分析線路所經(jīng)地區(qū)的氣候狀況、雷電活動(dòng)、防雷設(shè)施和線路保護(hù)投資等多種因素。

3 防雷管理措施

3.1 合理利用避雷線和接地地阻

在配網(wǎng)電力線路采取的防雷措施中，避雷線是一個(gè)基本的方法，可以避免雷電襲擊導(dǎo)線，對(duì)雷電電流起到分流的作用，同時(shí)，還能對(duì)導(dǎo)線起到耦合和屏蔽的作用。在避雷線的日常使用過(guò)程中，為了減少避雷線電流造成的附加損耗，需要通過(guò)“小間隙”的方式對(duì)避雷線實(shí)施絕緣保護(hù)。當(dāng)遇到雷雨天氣時(shí)，可以小間隙擊透避雷線，減少桿塔的接地電阻，從而有效避免雷電反擊。一般情況下，線路的電壓越高，避雷線的作用就越強(qiáng)，且占線路造價(jià)的比重越少。按照相關(guān)要求，110 kV、220 kV及以上等級(jí)電壓的電力線路需全線架設(shè)避雷線，35 kV的線路通常在變電所進(jìn)線段架設(shè)1～2 km的避雷線即可，同時(shí)，要根據(jù)規(guī)定做好桿塔接地工作。

3.2 架設(shè)耦合地線

如果無(wú)法有效減少桿塔的電阻，可以在導(dǎo)線下架設(shè)地線，以增加導(dǎo)線與地面間的耦合效果，減少絕緣子的電壓值，并對(duì)雷電起到分流的作用。對(duì)35 kV及以下電壓等級(jí)的線路來(lái)說(shuō)，可以全線架設(shè)避雷線，通過(guò)消弧線圈接地，自動(dòng)降低雷擊線路造成的單相接地，避免跳閘和相間短路故障的發(fā)生。兩廂或三廂線路遭到雷擊會(huì)造成導(dǎo)線的閃絡(luò)現(xiàn)象，但不會(huì)出現(xiàn)跳閘問(wèn)題，因?yàn)殚W絡(luò)導(dǎo)線的作用與地線相似，它增加了耦合作用，減少了閃絡(luò)導(dǎo)線上絕緣子的電壓值，提高了電力線路抵抗雷擊的水平。

3.3 增強(qiáng)線路的絕緣水平

電力線路在公路、河流等特殊路段的跨度較大，增加了塔桿的落畦。當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)，塔頂?shù)碾娢贿_(dá)到最高值，從而產(chǎn)生了感應(yīng)過(guò)電壓，增加了雷電繞擊的頻率。為了減少線路的跳閘故障，需要提高線路的絕緣水平。通常，合成110 kV與35 kV線路的絕緣子或6 kV和35 kV電力線路使用高壓瓷橫擔(dān)能夠減少因雷擊導(dǎo)致的跳閘事故。

3.4 維護(hù)線路中的絕緣弱點(diǎn)

高桿線路的跨越點(diǎn)和交叉處、電線的開(kāi)關(guān)、電纜頭等都屬于絕緣弱點(diǎn)。如果出現(xiàn)雷擊，這些位置就容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，所以需要在絕緣弱點(diǎn)處安裝專門(mén)的避雷器進(jìn)行保護(hù)。

3.5 安裝自動(dòng)重合閘裝置

通常，大部分雷擊導(dǎo)致的閃絡(luò)問(wèn)題在發(fā)生跳閘后會(huì)自動(dòng)消除，因?yàn)榫€路絕緣具有自動(dòng)恢復(fù)的功能，安裝自動(dòng)重合閘能夠更好地降低線路受到雷擊的概率，因此，為配網(wǎng)電力線路安裝自動(dòng)重合閘是十分必要的。

3.6 合理使用線路避雷器

對(duì)全線架設(shè)避雷線的電力線路來(lái)說(shuō)，并不能完全消除過(guò)電壓，因此，要合理使用避雷器，一旦雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓超過(guò)了避雷器的保護(hù)范圍，避雷器就會(huì)對(duì)雷擊電流形成通向地面的低阻抗通路，從而限制電壓升高，有效保證電力線路和電力設(shè)備的安全、穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，變電站對(duì)每個(gè)6 kV和35 kV電力線路的變壓器都設(shè)置了避雷器，還在一些35 kV聯(lián)絡(luò)線的相應(yīng)出口位置安裝了放電間歇。