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探析送電線(xiàn)路防雷措施
【摘要】文章通過(guò)分析高壓送電線(xiàn)路雷擊閃絡(luò )跳閘產(chǎn)生的原因，在進(jìn)行線(xiàn)路防雷工作時(shí)，提出一些合理的防雷方式，以提高送電線(xiàn)路耐雷水平。【關(guān)鍵詞】送電線(xiàn)路；雷擊跳閘；防雷措施
一、概述
隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展與電力需求的不斷增長(cháng)，電力生產(chǎn)的安全問(wèn)題也越來(lái)越突出。對于送電線(xiàn)路來(lái)講，雷擊跳閘一直是影響高壓送電線(xiàn)路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動(dòng)的隨機性和復雜性，目前世界上對輸電線(xiàn)路雷害的認識研究還有諸多未知的成分。架空輸電線(xiàn)路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個(gè)難題，雷害事故幾乎占線(xiàn)路全部跳閘事故1/3或更多。因此，尋求更有效的線(xiàn)路防雷保護措施，一直是電力工作者關(guān)注的課題。
河池電網(wǎng)處于桂西北山區地形劇變、峰高谷深，山巒起伏，線(xiàn)路雷擊跳閘是整個(gè)電網(wǎng)跳閘的重要原因，經(jīng)常占到跳閘總數的80%～90%。且由于線(xiàn)路大多處于高山大嶺，降低雷擊跳部率對于日常線(xiàn)路設備的運行維護人員來(lái)說(shuō)將大大降低勞動(dòng)強度，且效益是不僅僅是金錢(qián)可以衡量的。
目前輸電線(xiàn)路本身的防雷措施主要依靠架設在桿塔頂端的架空地線(xiàn)，其運行維護工作中主要是對桿塔接地電阻的檢測及改造。由于其防雷措施的單一性，無(wú)法達到防雷要求。而推行的安裝耦合地線(xiàn)、增強線(xiàn)路絕緣水平的防雷措施，受到一定的條件限制而無(wú)法得到有效實(shí)施，如通常采用增加絕緣子片數或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來(lái)提高線(xiàn)路絕緣，對防止雷擊塔頂反擊過(guò)電壓效果較好，但對于防止繞擊則效果較差，且增加絕緣子片數受桿塔頭部絕緣間隙及導線(xiàn)對地安全距離的限制，因此線(xiàn)路絕緣的增強也是有限的。而安裝耦合地線(xiàn)則一般適用于丘陵或山區跨越檔，可以對導線(xiàn)起到有效的屏蔽保護作用，用等擊距原理也就是降低了導線(xiàn)的暴露弧段。但其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線(xiàn)路下方的交通運輸等因素的影響，因此架設耦合地線(xiàn)對于舊線(xiàn)路不易實(shí)施。因此研究不受條件限制的線(xiàn)路防雷措施就顯得十分重要，將安裝線(xiàn)路避雷器、降低桿塔接地電阻、進(jìn)行綜合分析運用，從它們對防止雷擊形式的針對性出發(fā)，真正做到切實(shí)可行而又能收到實(shí)際效果。
二、雷擊線(xiàn)路跳閘原因
高壓送電線(xiàn)路遭受雷擊的事故主要與四個(gè)因素有關(guān)：線(xiàn)路絕緣子的50%放電電壓；有無(wú)架空地線(xiàn)；雷電流強度；桿塔的接地電阻。高壓送電線(xiàn)路各種防雷措施都有其針對性，因此，在進(jìn)行高壓送電線(xiàn)路設計時(shí)，我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線(xiàn)路遭雷擊跳閘原因。
1．高壓送電線(xiàn)路繞擊成因分析。根據高壓送電線(xiàn)路的運行經(jīng)驗、現場(chǎng)實(shí)測和模擬試驗均證明，雷電繞擊率與避雷線(xiàn)對邊導線(xiàn)的保護角、桿塔高度以及高壓送電線(xiàn)路經(jīng)過(guò)的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對山區的桿塔，計算公式是：
山區高壓送電線(xiàn)路的繞擊率約為平地高壓送電線(xiàn)路的3倍。山區設計送電線(xiàn)路時(shí)不可避免會(huì )出現大跨越、大高差檔距，這是線(xiàn)路耐雷水平的薄弱環(huán)節；一些地區雷電活動(dòng)相對強烈，使某一區段的線(xiàn)路較其它線(xiàn)路更容易遭受雷擊。
2．高壓送電線(xiàn)路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線(xiàn)時(shí)，雷電電流流過(guò)塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時(shí)在相導線(xiàn)上產(chǎn)生感應過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導線(xiàn)感應過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)高壓送電線(xiàn)路絕緣閃絡(luò )電壓值，即Uj ＞ U50%時(shí)，導線(xiàn)與桿塔之間就會(huì )發(fā)生閃絡(luò )，這種閃絡(luò )就是反擊閃絡(luò )。
由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數k、減小分流系數β、加強高壓送電線(xiàn)路絕緣都可以提高高壓送電線(xiàn)路的耐雷水平。在實(shí)際實(shí)施中，我們著(zhù)重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數k的方法作為提高線(xiàn)路耐雷水平的主要手段。
三、高壓送電線(xiàn)路防雷措施
清楚了送電線(xiàn)路雷擊跳閘的發(fā)生原因，我們就可以有針對性的對送電線(xiàn)路所經(jīng)過(guò)的不同地段，不同地理位置的桿塔采取相應的防雷措施。目前線(xiàn)路防雷主要有以下幾種措施：
1．加強高壓送電線(xiàn)路的絕緣水平。高壓送電線(xiàn)路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強零值絕緣子的檢測，保證高壓送電線(xiàn)路有足夠的絕緣強度是提高線(xiàn)路耐雷水平的重要因素。
2．降低桿塔的接地電阻。高壓送電線(xiàn)路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高高壓送電線(xiàn)路耐雷水平的基礎，是最經(jīng)濟、有效的手段。
3．根據規程規定：在雷電活動(dòng)強烈的地區和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段，可以增設耦合地線(xiàn)。由于耦合地線(xiàn)可以使避雷線(xiàn)和導線(xiàn)之間的耦合系數增大，并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側分流，從而提高高壓送電線(xiàn)路的耐雷水平。
4．適當運用高壓送電線(xiàn)路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線(xiàn)電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò )。根據實(shí)際運行經(jīng)驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線(xiàn)路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。目前在全國范圍已使用一定數量的高壓送電線(xiàn)路避雷器，運行反映較好，但由于裝設避雷器投資較大，設計中我們只能根據特殊情況少量使用。
本文主要對安裝線(xiàn)路避雷器、降低桿塔的接地電阻兩
方面進(jìn)行分析：
1．安裝線(xiàn)路避雷器。運用高壓送電線(xiàn)路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線(xiàn)電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò )。我們在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線(xiàn)路上選擇性安裝避雷器。
線(xiàn)路避雷器一般有兩種：一種是無(wú)間隙型；避雷器與導線(xiàn)直接連接，它是電站型避雷器的延續，具有吸收沖擊能量可靠，無(wú)放電時(shí)延、串聯(lián)間隙在正常運行電壓和操作電壓下不動(dòng)作，避雷器本體完全處于不帶電狀態(tài)，排除電氣老化問(wèn)題；串聯(lián)間隙的下電極與上電極（線(xiàn)路導線(xiàn)）呈垂直布置，放電特性穩定且分散性小等優(yōu)點(diǎn)；另一種是帶串聯(lián)間隙型，避雷器與導線(xiàn)通過(guò)空氣間隙來(lái)連接，只有在雷電流作用時(shí)才承受工頻電壓的作用，具有可靠性高、運行壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。一般常用的是帶串聯(lián)間隙型，由于其間隙的隔離作用，避雷器本體部分(裝有電阻片的部分)基本上不承擔系統運行電壓，不必考慮長(cháng)期運行電壓下的老化問(wèn)題，且本體部分的故障不會(huì )對線(xiàn)路的正常運行造成隱患。
線(xiàn)路避雷器防雷的基本原理：雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過(guò)避雷線(xiàn)流到相臨桿塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。
雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值為
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