架空輸電線路防雷措施研究

1、架空輸電線路防雷措施研究摘 要： 隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)及電力系統(tǒng) 的保護作用顯得越來越重要。作為電力系統(tǒng)的關鍵部分，架 空輸電線路要能夠經(jīng)受在長時間戶外的暴露的情況下抵抗 住外界環(huán)境的侵蝕，尤其是對于外界不良因素的損害的抵 抗，這些自然災害中損害最為嚴重的就是雷擊。架空輸電電 路的防雷工作是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要措施。介紹架 空輸電線路雷害的過程探討架空輸電線路防雷的具體措施。關鍵詞：架空輸電線路；雷擊；措施；分析架空輸電線作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在整個電力系統(tǒng)中起到了至關重要的作用，但是由于自身暴露于自然之 中，大多數(shù)處于高山、丘陵等野外地區(qū)，輸電線路長，所以 無法避免一些

2、環(huán)境因素對架空輸電線路產(chǎn)生的損害，加大可 能遭遇雷擊。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行，就要對 架空輸電線路的防雷措施進行探討，這樣才能滿足用戶的供 電需求。1架空輸電線路雷擊事故的形成在整個電力系統(tǒng)及電網(wǎng)中，架空輸電線路遭遇雷擊的幾率是最大的，一般而言，電力架設遇到雷擊事故的情況比較 多見，通常會遇到四個階段，首先是雷電過電壓的作用在輸 電線路上，然后是輸電線路發(fā)生閃絡。緊接著轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl電 壓，而且較為穩(wěn)定，最后就是線路跳閘停止供電。由于雷擊 線路后，雷電波會進入到變電站中，直接會影響變電站的整 體供電狀況，所以要限制輸電線路雷擊過電壓，確保電力系 統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運行。所以要在架空輸電線路

3、上建立'四 道防線”，分別為：首防輸電線路不受直擊雷、然后是輸電 線路的閃絡不要發(fā)生，第三是電線路不要產(chǎn)生穩(wěn)定工頻，最 后是線路不要跳閘。2架空輸電線路的防雷保護措施2.1常用的防雷措施1）架設避雷線。避雷線是最有效也是最直接的防止雷 擊的方法，能夠?qū)纂娏鬟M行分流，從而降低了塔頂?shù)碾娢? 同時對導線具有屏蔽的作用，降低了在輸電線路上的感應電 壓，減小了雷擊的可能性。一般規(guī)定在220kv按以上的等級 電壓全部都要安裝避雷線，在一些特殊的地區(qū)110kv線路也 要安裝避雷線。在架設避雷線的過程中為了提升對導線的屏 蔽作用，要確保避雷器對導線的保護角不能大于20度。在 500kv以上電壓等級

4、的輸電線路架設避雷線的時候，保護角 要在15度以下。目前國內(nèi)有很多的防雷專家都對于線路防雷做過研究， 對于避雷針能夠在多大的距離中對于線路的雷擊進行防范， 結(jié)論并不一致，但是比較可信的就是是英國出臺過類似法規(guī) 中，有科學報告稱，避雷針不能對于線路所在的區(qū)域內(nèi)進行 完整的保護，也就是說范圍可定，但是不確定整個范圍內(nèi)都 能夠避免雷擊，而德國防雷法規(guī)則中對于避雷針保護的線路 范圍的規(guī)定是通過實例來分析的，對于歷年來的德國線路在 雷擊中造成的事故，各種雷電的不同，各種避雷針的不同所 導致的保護范圍的問題展開實例的探討，雖然范圍還是不恒 定，但是至少對于雷擊的種類等在規(guī)則中都有意識地進行了 分析；美國科

5、學家則從實驗中，得到線路遭到雷擊后，因為 裝帶的避雷針有引雷作用，所以雷擊的次數(shù)就提高了，在強 大的雷電流沿針而流入大地過程中，雷電流周圍形成的磁場 會產(chǎn)生截應過電壓，它與雷電流的大小及變化速度成正比， 與雷擊的距離成反比。而被保護物的自然屏蔽裝置對電磁感 應或電磁干擾的屏蔽作用，不能達到有效屏蔽，使被保護區(qū) 內(nèi)的弱電設備因感應過電壓而損壞。2）架設耦合地線。耦合地線可以起到分流和耦合的作 用，在很大程度上提升了輸電線路的抗雷擊的水平。架設耦 合地線要在導線的下方，著就相當于降低了桿塔的高度，從 而減少了繞擊率。在避雷線與耦合地線雙重作用下，就避免 了在危險的環(huán)境下導線受到側(cè)擊的事故。但是要注

6、意在耦合 地線的使用過程中由于將雷擊分流所以引起大氣電場的變 化，在終端的桿塔遭遇雷擊的可能性就會提升，所以在架設 耦合地線的過程中要盡量降低終端桿塔的接地電阻，同時還 要增加一片絕緣子。這種方法一般適用于丘陵、山區(qū)等地方, 防止導線交叉跨越對供電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。強大的雷電流沿 著避雷針然后流入地中，這個過程中周圍產(chǎn)生強大的電磁 場，對于微波通信等產(chǎn)生很大的誤差，而且強大的電磁場會 導致金屬開口的接觸不良處放電而導致引燃引爆易燃易爆 物。更常見的則是引起微電子設備（通信設備，計算機設備 等）的失靈與損壞。所以在此過程中更加要小心的處理好雷 擊的事故。3）安裝線路避雷器。輸電線路的避雷器有兩種，

7、包括 串聯(lián)間隙型和無間隙型，在很多國家已經(jīng)得到了廣泛的使 用，并且安裝在輸電線路中起到了很好的避雷效果。通過引 進國外先進的技術，我國也相繼研制出了 100kv、550kv、 500kv的復合外套金屬氧化物避雷器。通過在實際中的應用， 取得了良好的效果。串聯(lián)間隙型避雷器包括固定間隙和純空 氣間隙兩種，輸電線路在遭遇雷擊后，避雷器本體會發(fā)生動 作，就會降低在線路上雷擊的損害程度。由于在實際當中該 線路避雷器的使用成本比較高，所以主要安裝在雷電活動較 強的地段和接地電阻有困難的易擊地方。2.2輸電線路防雷保護新技術1）新型的輸電線路結(jié)構(gòu)。在國內(nèi)常使用的避雷線和耦 合地線等幾種方法的經(jīng)驗基礎之上，我

8、國正在大力開展新型 輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的研究。主要的創(chuàng)新點在于加裝兩根避雷 線，主要的作用就是將5平行系統(tǒng)改為7平行系統(tǒng)。這種新 型的系統(tǒng)在實際的使用當中能夠增加對雷電流分流的作用， 降低了雷擊對輸電線路的損害程度，提高了輸電線路的防雷 性能。桿塔通過改造在高度上增加了 10%-20%左右，所以在 投資上如果是單回線路還是可行的。2）保護間隙。在國外絕緣子串的保護間隙已經(jīng)有很成 熟的技術，比如在德國保護間隙稱為引弧保護裝置，被廣泛 的應用中在輸電線路的防雷保護當中，但是在我國的應用卻 非常的少，只是使用在220kv及以下的特殊地區(qū)的輸電線路 上使用，比如在南京大勝關跨越先期運行的220kv電路。在 日