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架空輸電線路防雷措施探討

文檔作者：莊嚴李路遙馬超文檔來源： 1．國網(wǎng)安徽省電力公司培訓中心 2．安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院，安徽合肥230051； 3．國網(wǎng)淮南供電公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月02日
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第二十一卷第3期 安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院學報 2016年9月
Vo1．21，No．3 JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE September 2016
架空輸電線路防雷措施探討
莊 嚴 。，李路遙。，馬 超
(1．國網(wǎng)安徽省電力公司培訓中心，安徽 合肥230022；
2．安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院，安徽合肥230051；
3．國網(wǎng)淮南供電公司，安徽淮南232007))
摘 要：長期以來，雷擊引起的輸電線路跳閘對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了較大的威脅，迫切需
要提高輸電線路抵御雷電的能力，降低雷電造成的損失和影響。文章介紹了雷擊的種類，分析
了輸電線路遭受雷擊的主要原因，并提出了防雷措施。
關(guān)鍵詞：輸電線路；雷擊；防雷
中圖分類號： TM752 ．5 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-9706(2016)03—0048-03
head Transm ission Line Lightning Protection M easure
ZHUANG Yah 一，LI Lu—yao ，MA Chao
ng Centre of State Grid Anhui Electric Power Corporation，Hefei 230022，China；
2．Anhui Electrical Engineering Professional Technique College，Hefei 23005 1，China；
3．State Grid Huainan Power Supply Company，Huainan 232007，China)
Abstract：For a long time，the transmission line trip caused by struck by lighting is a big threat to the sta—
bility and safety of power grid．It S urgent to improve the resistance ability of transmission line to lighting
stroke and as far as possible to reduce the loss and influence caused by lighting．This P
the types of lighting stroke and analyzes the main reasons for the transmission line being
ing． Meanwhile，some lighting protection measures for the transmission line are proposed
Key words：transmission line；lighting stroke；lighting protection
在現(xiàn)代生活中，雷電以其巨大的破壞力給人類、社會帶來了慘重的災難。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年
因雷擊造成的財產(chǎn)損失高達上百億元。輸電線路是地面上最大的人造引雷物體，作為國民經(jīng)濟重要支
柱的電力系統(tǒng)，長期以來雷擊引起的輸電線路跳閘對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了較大的威脅。據(jù)電網(wǎng)故
障分類統(tǒng)計表明，在我國跳閘率較高的地區(qū)，高壓線路運行的總跳閘次數(shù)中，由雷擊引起的次數(shù)占
40％ ～70％ ，尤其是在多雷、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)，雷擊輸電線路引起的故障率更高。
1 雷擊的種類
輸電線路之所以會遭受到雷擊危害，主要是因為雷云放電過程形成過電壓，輸電線路的支撐桿塔在
發(fā)生雷擊時形成放電通道，導致過電壓順這一通道傳播，使輸電線路發(fā)生絕緣擊穿問題。根據(jù)形成原
因，輸電線路雷擊過電壓可分為感應雷過電壓和直擊雷過電壓，如圖1所示。感應雷過電壓是雷擊線路
附近大地由于電磁感應在導線上產(chǎn)生的過電壓，而直擊雷過電壓則是雷電直接擊中桿塔、地線或?qū)Ь€引
收稿日期：2016—06-27
作者簡介：莊 嚴(1963-)，男，安徽合肥人，技師，國網(wǎng)安徽省電力公司培訓中心，從事電力專業(yè)的教學工作。
李路遙(1989-)，男，安徽阜陽人，助理工程師，國網(wǎng)淮南供電公司，從事輸電線路運維管理工作。
馬 超(1969-)，男，安徽淮南人，高級技師，國網(wǎng)淮南供電公司，從事輸電線路運行維護工作。
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莊嚴，李路遙，馬超：架空輸電線路防雷措施探討
起的線路過電壓 。
2 雷擊的主要原因
造成高壓輸電線路遭受雷擊的原因
有很多，和絕緣子的放電電壓、雷電電流
大小以及桿塔接地阻值等有直接關(guān)系。
因此，要想保護高壓輸電線的安全，一定
要掌握雷擊活動的主要規(guī)律，清楚導致
雷擊的主要原因，才能更好地保護高壓
輸電線的穩(wěn)定和安全 。
圖l 感應雷過電壓、直擊雷過電壓示意圖
(1)地形比較復雜、風口以及山谷等地是雷擊的主要發(fā)生場所。這些比較特殊的環(huán)境大幅度增加
了雷擊頻率，在每個雷電Ft雷云和地面之間的雷擊概率可以達到每平方公里0．015次。
(2)一般在絕緣能力不強的耐張桿上容易發(fā)生雷擊，雖然目前的技術(shù)水平使直線桿塔上的絕緣配
置有所提高，卻沒有把耐張桿的絕緣配置予以提高，進而導致耐張桿要承受比從前更大的負荷，使耐張
桿的絕緣薄弱點產(chǎn)生。
(3)雷擊經(jīng)常出現(xiàn)在高山上或者是土壤電阻率比較高的地方。當接地電阻長時間深埋地下會被腐
蝕，使導體的絕緣面積有效減少，分散雷電流的能力就會有所下降，嚴重時會導致地面斷裂。質(zhì)量不合
格的接地電阻還容易引發(fā)絕緣閃絡(luò)，接地電阻的變化和雷擊跳閘的次數(shù)是成正比的。
(4)雷擊也經(jīng)常發(fā)生在避雷線保護角的大桿塔上，避雷線的保護范圍一般是指以避雷線和外側(cè)導
線連線與垂直線之間的夾角就是保護角，它的主要功能是避免輸電線不被雷電擊中，保護角的大小和保
護能力是成反比的。但是在實際運用中，它的保護作用被逐漸弱化，不僅沒有很好地保護絕緣子串，還
可能導致雷電對輸電線的繞擊狀況發(fā)生。
3 防雷措施
3．1 降低桿塔接地電阻
在防雷措施中，決定線路反擊耐雷水平的決定因素是桿塔的接地電阻。塔頂電位的高低很大程度
上決定于接地電阻值的大小，如果桿塔的接地電阻過于大，那么雷擊時很容易造成塔頂電位上升，導致
線路反擊的狀況。如果接地電阻的阻值合理，并且在雷電剛好擊中塔頂或者避雷線時，接地電阻就會把
很強的雷電流導人大地，進而保證了輸電線路的安全。
表2 降低桿塔接地電阻和提高u50％放電電壓時的耐雷水平(kA}的關(guān)系
表1 電阻與線路耐雷水平的關(guān)系———·—— ·—1———·· ·————— ——T_—一
從表1、表2中能看出桿塔接地電阻的大小將直接影響耐雷水平，降低桿塔接地電阻和提高U50％
放電電壓時能提高桿塔的耐雷水平。可結(jié)合每基桿塔所處地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點和地形地貌，有針對性地實施
措施，因地制宜，合理選擇，通過使用降阻劑、換土、埋設(shè)足夠長的接地體等方法降低桿塔附近土壤的電
阻率。
3．2 架設(shè)避雷線
在高壓或者超高壓的輸電線路中，避雷線是最基礎(chǔ)的防雷設(shè)施，其主要作用是避免雷直擊輸電線。
避雷線的主要作用是可以分擔一部分雷電流，使流人桿塔的電流有效減少，起到降低塔頂電位的作用；
． 49 ．
安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院學報 第二十一卷第三期
利用導線之間的耦合作用降低絕緣線路上的電壓；利用對導線的屏蔽作用可以使輸電線的感應過電壓
有效降低。輸電線路的電壓越高，在整體線路的造價中避雷線所占比例就越小，如果是220kV的輸電
線路中，全線都要架設(shè)避雷線。
3．3 架設(shè)藕合地線
如果降低桿塔接地電阻的工作十分困難，可以采取在輸電線下方架設(shè)地線的方法，使絕緣子串上的
電壓有效降低，而且耦合地線還可以起到一定的分散雷電流的作用。經(jīng)過很多實踐證明，耦合地線能使
雷擊跳閘率顯著降低。
3．4 采用不平衡絕緣原則
同桿架設(shè)雙回路的輸電線路設(shè)置方法能夠節(jié)省很多線路用地，但一般的防雷措施在此種線路中防
雷效果不佳，這時就可以根據(jù)不平衡原則，讓兩個回路的絕緣子串片數(shù)不相等。在雷擊時絕緣子片數(shù)較
少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導線就等于是地線，提高了另一回路導線的耐雷能力，確保另一回路能夠繼
續(xù)供電。
3．5 加裝線路避雷器
在一些雷電活動很頻繁的地區(qū)，對于一些經(jīng)過多次改造仍然不能達標的接地電阻桿段，就可以在線
路上加裝避雷器。當桿塔和導線之間的
電位差高于避雷器的動作電壓時，避雷
器就能發(fā)揮其分流作用。這時有小部分
雷電流經(jīng)過桿塔或接地線流人大地，大
部分電流經(jīng)過避雷器流入相鄰桿塔，有
效提升了線路的耐雷水平。但由于裝設(shè)
線路避雷器的造價成本高，所以輸電線
路的有關(guān)單位應該科學選擇安裝位置，
使有限的資金發(fā)揮最大效益。
日反擊跳閘率 ■ 境擊跳閹事
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3．6 高桿塔加強絕緣 圖2增強絕緣后同塔雙回線路40雷電日下的單回雷擊閃絡(luò)率示意圖
有些輸電線路的路段特殊，需要使
用很高的桿塔，這也代表著桿塔的著雷機會有所增加。對于很高的桿塔可以選擇增加絕緣子串的片數(shù)
或者是增加塔頭之間的距離等方式來提升防雷能力。
從圖2可以看出，增強絕緣可使線路反擊耐雷水平得到提高，對繞擊閃絡(luò)僅有輕微改善。
4 結(jié)束語
隨著架空線路桿塔越來越高，線路走廊越來越密集，客觀導致輸電線路遭受雷擊的風險增大。要想
提升高壓架空輸電線路的防雷性能，在輸電線路的工程設(shè)計環(huán)節(jié)就應該開始重視，根據(jù)施工地的具體情
況采取科學有效的防雷措施。防雷工作是一項復雜又繁重的系統(tǒng)工程，需要根據(jù)地形地貌、土壤的電阻
率和運行經(jīng)驗等多方面進行研究，進而高效地完成高壓架空輸電線的防雷工作，對于保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定
運行意義重大。
參考文獻：
[1]徐明．淺談輸電線路雷擊分析與防雷措施[J]．三角洲，2014(6)：l12．
[2]趙長青．輸電線路雷擊分析和防雷措施探討[J]．供電企業(yè)管理，2013(3)：42．46．
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[責任編輯：張一]

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