（精選）輸電線路的防雷保護(hù)

1、輸電線路的防雷保護(hù) 摘要：隨著科技的發(fā)展，電力已成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。輸電線路的防雷保護(hù)就是重點(diǎn)之一。架空輸電線路分布很廣，地處曠野， 易遺受雷擊，線路的雷害事故在電力系統(tǒng)總的雷害事故中占很大比重。因此要研究防雷原則，及時(shí)做好相應(yīng)措施。 關(guān)鍵詞：高壓輸電線路 雷擊跳閘分析 保護(hù)措施 雷電 防雷裝置 輸電線路防雷 由于我國(guó)的的輸電線路分布廣泛，而且大多數(shù)地處曠野，很容遭到雷擊。當(dāng)雷電擊中電力線路時(shí)，雷電流需經(jīng)過(guò)電力線路泄入大地。即使雷電沒(méi)有擊中電力線路，當(dāng)雷擊發(fā)生后，導(dǎo)線上感應(yīng)的異號(hào)電荷失去束縛，向?qū)Ь€兩則流動(dòng)，這些電流通

2、過(guò)線路侵入變電站或襲擊電氣設(shè)備，在設(shè)備上形成過(guò)電壓。當(dāng)過(guò)電壓高于設(shè)備的額定雷電沖擊耐受電壓時(shí)，設(shè)備就會(huì)損壞。因此，對(duì)輸電線路加強(qiáng)防雷措施，不但可以減少由于雷電擊中輸電線路而引起的跳閘次數(shù)，還可以有效保護(hù)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，是維持電力系統(tǒng)持續(xù)、可靠供電的重要環(huán)節(jié)。一、線路防雷的基本原則 防雷的摹本原則就是提供一條使雷電 (包括雷電電磁脈沖輻射)對(duì)大地泄放的 合理低阻抗路徑，而不是讓其隨機(jī)性選擇 放電通道其含義就是要控制雷電能量的 泄放與轉(zhuǎn)換。 11防繞擊 線路直擊雷事故有繞擊和反擊兩種， 線路的繞擊耐雷水平遠(yuǎn)低于其反擊耐雷水平。輸電線路最有效的保護(hù)，是采用接地的避雷線。輸電線路餉屏蔽系統(tǒng)

3、由地線、 桿塔和大地三者構(gòu)成輸電線路發(fā)生繞擊跳閘事故可歸咎予屏蔽系統(tǒng)的引雷能力不夠。對(duì)于具體情況，增強(qiáng)某一屏蔽體的引雷能力，可有效地防止繞擊跳閘事敝的發(fā)生。 12防反擊 避雷線或塔頂上落雷后，雷電流沿避雷線流入桿塔。由于桿塔或其接地引下線的電感和桿塔接地電阻h的壓降，塔頂?shù)碾娢豢赡苓_(dá)到足以使線路絕緣發(fā)生反擊的數(shù)值，這樣仍會(huì)造成跳閘搴故。防止發(fā)生反擊最有效的方法是降低稈塔的接地電阻。此外，還可以采取適當(dāng)加強(qiáng)絕緣、在雷電強(qiáng)烈地區(qū)加裝耦合地線以增大避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合系數(shù)等輔助方法來(lái)防止發(fā)生反擊。 13防止雷擊閃絡(luò)后建立工頻短路電弧 一般送電線路的絕緣在雷擊閃絡(luò)后，不會(huì)每次都能建立穩(wěn)定的短路電弧。加強(qiáng)

4、線路絕緣可以減少絕緣子串上的工頻電場(chǎng)。降低建立穩(wěn)定工頻電弧的概率，從而可以抑制絕緣子串閃絡(luò)后工頻短路電弧的建立。 14保證線路不間斷供電 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，送電線路雷擊閃絡(luò)或短路多為瞬時(shí)性故障。當(dāng)線路跳閘后電弧 就會(huì)自行熄滅，絕緣子的電氣強(qiáng)度即可完全恢復(fù)，如將線路重新合閘，就能繼續(xù)恢復(fù)供電，保證用戶正常生產(chǎn)。因此架空輸電線路應(yīng)廣泛采用自動(dòng)重合閘裝置，這對(duì)提高供電可靠性有著十分重大的作用。 15特殊桿塔重點(diǎn)防護(hù) 對(duì)于送電線路上個(gè)別絕緣比較薄弱和需要重點(diǎn)保護(hù)的桿塔或設(shè)備，例如大跨越檔特殊高桿塔等均須加以保護(hù)，一般可以改善接地，同時(shí)對(duì)特殊桿塔還應(yīng)考慮適當(dāng)加強(qiáng)其絕緣，安裝線路避雷器等。線路的跳閘往往是由于

5、個(gè)別絕緣弱點(diǎn)在雷擊時(shí)發(fā)生閃絡(luò)引起的，所以消除這些絕緣弱點(diǎn)并加強(qiáng)對(duì)它們的保護(hù)是保證送電線路安全運(yùn)行十分重要的手段。二、線路防雷的基本措施 為降低輸電線路的雷擊跳閘率，提高線路耐雷水平，保證安全連續(xù)運(yùn)行，輸電線路防雷常采用以下措施： 21架設(shè)避雷線等防雷裝置 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。 

6、;     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。1、 裝有避雷線的線路 ，在一般土壤電阻率地區(qū)，其耐雷水平不宜低于下表所列數(shù)值。

7、 （注 ：1、表中較大數(shù)值用于多雷區(qū)或較重要的線路 ；2、雙回路或多回路桿塔的線路，應(yīng)盡量達(dá)到表中的數(shù)值。為此，可采取改善接地、架設(shè)耦合地線或適當(dāng)加強(qiáng)絕緣等措施 。） 表 1 有避雷線線路的耐雷水平額定電壓(kV)一般線路(kA)大跨越檔中央和發(fā)電廠、變電所進(jìn)線保護(hù)段 (kA)352030306030606011040757522075110110330100150150500125175175 22降低桿塔接地電阻 降低接地電阻是提高線路耐雷水平防止反擊的有效措施。配合架設(shè)避雷線，降低桿塔接地電阻可以減小雷擊桿塔時(shí)的電位升高。對(duì)于架設(shè)有避雷線的桿塔，我們都設(shè)置了接地裝置。同時(shí)，要重視無(wú)避雷線

8、桿塔的接地。無(wú)避雷線水泥桿、金屬桿塔的接地電阻雖然一般不限制，但在年平均雷暴日超過(guò)40天的地區(qū)，接地電阻也不宜超過(guò) 30(可 減少由于雷擊線路而引起多相短路和兩相異點(diǎn)接地引起的斷線事故)。 現(xiàn)行規(guī)程對(duì)桿塔接地電阻的要求見(jiàn)表 2，在雨季干燥時(shí)，每基桿塔的工頻接地電阻不宜超過(guò)表中所列數(shù)值。 表 2 有避雷線輸電線路桿塔的工頻接地電阻 土壤 電阻率 p（·m）100及以下100以上至 500500以上至 10001000以上至 20002000以上工頻接地 電阻 ()1015202530 23架設(shè)耦合地線 若線路所經(jīng)地區(qū)的七壤電阻率較高 (在2000 ·m及以上)難以降低接地電阻

9、，而且雷擊跳閘頻繁時(shí)，可在導(dǎo)線下方45 米處架設(shè)耦合地線。其作用是連同避雷線一起來(lái)增加它們與導(dǎo)線間的耦合系數(shù)，增大桿塔向兩側(cè)的分流作用，從而在雷擊塔頂時(shí)使線路承受的過(guò)電壓顯著減小。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，耦合地線可使線路雷擊跳閘率下降50左右。一般情況下，檔距中央耦合地線與導(dǎo)線 間在最大弧垂時(shí)距離應(yīng)不小于表3所列的數(shù)值。 表 3 檔距中央耦合地線與導(dǎo)線間的最小距離電壓 (kv)3560110154220330500距 離 (m)234578 24采用中性點(diǎn)非有效接地方式 我國(guó)35kV及以下電網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。這樣可使雷擊引起的大多數(shù)單相接地敝障自動(dòng)消除，不致造成雷擊跳閘。在兩

10、相或三相閃絡(luò)時(shí)，因先對(duì)地閃絡(luò)相的導(dǎo)線相當(dāng)于一條避雷線，由于其對(duì)末閃絡(luò)相的耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣上的過(guò)電壓下降。提高r線路的耐雷水平。為r更好的發(fā)揮這一作用，并減少雷擊引起的多相短路和兩 相異點(diǎn)接地引起的斷線事故，鐵塔和鋼筋混凝土桿宜接地，接地電阻不受限制，但多雷區(qū)不易超過(guò)30 。 25加強(qiáng)線路絕緣 輸電線路中個(gè)別大跨越的高桿塔地段 (如跨越大江)，落雷機(jī)會(huì)增多；塔高等值電感人，塔頂電位高；感應(yīng)過(guò)電壓高和繞 擊率高等因素增大了線路的雷擊跳閘率。為了降低跳閘率。可采用在特高壓桿塔上增加絕緣子片數(shù)，增大跨越檔導(dǎo)線與避雷線之間的距離和改用大爬距懸式絕緣子等措施來(lái)加強(qiáng)線路絕緣。對(duì)于35kV及以下的線路

11、，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。 26采用不平衡絕緣方式 現(xiàn)代高壓及超高壓線路，同桿架設(shè)雙回線路的趨勢(shì)有所增加，為了降低雷擊時(shí)雙回路同時(shí)跳閘的機(jī)率，采用通常的防雷措施無(wú)法滿足要求時(shí)，可考慮采用不平衡絕緣方式，也就是使雙同路的絕緣子片數(shù)有差異。雷擊時(shí)，片數(shù)少的線路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于耦合地線，增加了另一回路導(dǎo)線的耦合作用，使其耐雷水平提高，不致閃絡(luò)。一般認(rèn)為雙同路絕緣水平的差異宜為倍相電壓(蜂值)，若差異過(guò)大，會(huì)使線路總的跳閘率增加。 27裝設(shè)線路型避雷器 為了減少線路的雷擊事故，提高供電可靠性，提出了在線路中安裝金屬氧化物避雷器來(lái)減少線路雷擊事故的要求。自198

12、0年開始，國(guó)外開展了應(yīng)用避雷器來(lái)降低線路雷擊事故的研究，并已成功地將避雷器應(yīng)用到輸電線路上。理論計(jì)算分析和實(shí)踐都證明，將線路型避雷器應(yīng)用到線路雷電活動(dòng)強(qiáng)烈或土壤電阻率高，降低接地電阻有困難的線段，可以較大地提高線路的耐雷水平。 28裝設(shè)自動(dòng)重合閘 從近幾年輸電線路的跳閘情況來(lái)看，大多數(shù)的跳閘能夠重合成功，為持續(xù)供電起到了良好的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó) 110kV 及以上送電線路的自動(dòng)重合閘重合成功率可達(dá)7595，35kV及以下線路約為5080。這是因?yàn)榻^緣子在雷擊閃絡(luò)后，一般都能在線路跳閘后自動(dòng)恢復(fù)絕緣性能，所以重合閘成功率較高。采用重合閘，可以減少檢修工作量，提高供電可靠性 。 三、輸電線路的維護(hù)

13、 應(yīng)該對(duì)輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理與檢修。為了防止雷擊跳閘停電，在防雷技術(shù)上應(yīng)多做研究，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，還有就是對(duì)防雷設(shè)備的接地情況進(jìn)行檢查，還應(yīng)根據(jù)地形條件和氣候條件等綜合考慮運(yùn)行方式；從實(shí)際出發(fā)實(shí)行輸電線路狀態(tài)檢修是電網(wǎng)發(fā)展的必然要求，也是輸電線路管理水平不斷提高的需要，如增加巡視站，清理線路旁的樹枝等；應(yīng)該盡量避免電能在輸電網(wǎng)中的損耗，電力網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中可能由于帶電設(shè)備絕緣不良而有漏電損耗。這種損耗可以通過(guò)加強(qiáng)電力網(wǎng)的維護(hù)工作來(lái)降低，維護(hù)工作主要是定期清掃線路、變壓器、斷路器等的絕緣子和絕緣套管等；應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式、防止雷擊

14、永久性故障和降低雷擊跳閘率，還要根據(jù)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)、清理線路周圍的不利因素、加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測(cè)等措施，以降低雷電天氣對(duì)輸電線路造成的危害。四、結(jié)語(yǔ)由此可見(jiàn)，隨著科技發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量越來(lái)越大，電已經(jīng)成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。在電力輸送過(guò)程中，如何防雷顯得十分重要，防雷擊術(shù)的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，線路防雷的保護(hù)措施會(huì)越來(lái)越多。在實(shí)際中，輸電線路的防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要因地制宜，根據(jù)不同區(qū)域的地形地貌和氣候特點(diǎn)，合理地選擇防雷保護(hù)措施。如在高原山區(qū)，雷擊次數(shù)多，而且地形越惡劣的環(huán)境越嚴(yán)重，采用單一的避雷器不能產(chǎn)生很好的避雷效果，但是如果配上桿塔接地網(wǎng)的裝置就可以大大降低雷擊率，所以在輸電線路中桿塔接地網(wǎng)的裝置既可以在平原應(yīng)用還可以應(yīng)用在地質(zhì)惡劣的山上。輸電線路的管理和檢修也是必不可少的，輸電線路不同于一般的設(shè)備，它覆蓋范圍廣，而且大部分在室外，只要有任何一處損毀，就會(huì)影響到一個(gè)系統(tǒng)，所以線路的檢修和管理是影響供電穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。 參考文獻(xiàn) 1 胡毅.輸電線路大范圍病害事故分析及對(duì)策J.高電壓技術(shù)，2005，31(4). 2 胡毅.輸電線