电力线路的防雷保护

电力线路的防雷保护摘要：电力工程施工过程中，输电线路施工是一个重点，。在我国高压输电线 路运行的总跳闸事故中，由雷击引起的跳闸事故占 40%70%，尤其在多雷、土壤 电阻率高、地形复杂的地区，雷击引起的跳闸率更高，雷电是高压输电线路面临 的主要危害之一。文章对高压输电线路防雷保护进行分析和探讨，旨在提高高压 输电线路运行安全性和可靠性。关键词：高压输电线路；防雷保护一、线路雷击跳闸原因分析1 、避雷设备质量问题。线路所用避雷器质量不达标，避雷器方波电流达不到 国家标准，当发生雷电时避雷器易被击爆，进而引起线路跳闸。2、避雷器结构 问题。我市部分避雷器为跌落式结构，因跌落式避雷器的结构特点，避雷器与接 地体通过可卸的活动连接口中的一个小铁片互相接触，无法通过强大的雷电流， 其泄流能力不强，不能有效泄流，容易造成线路残压过高，击爆设备。同时，这 些避雷器在遭受雷击时自动脱扣，可有效降低线路單相接地可能性，但是对于雷 击密度较高的地方来说，下一个雷电再次影响线路时因没有避雷器保护就会造成 线路雷击跳闸。3 、过电压保护器设置点不合理。按现有模式，过电压保护器设置选点主要是 事后处理原则，没有结合开平地区雷区分布整体考虑，过电压保护器设置位置不 够全面，当发生新一轮雷电天气时，未设置过电压保护器的配电线路无法受到有 效保护，进而引发配电线路雷击跳闸。二、线路防雷保护的重要性1 、高压输电线路是电力系统的主动脉。在整个电力系统中，高压输电线路可 以看作是主动脉。高压输电线路的线路长度比较长，而且其分布也十分广泛，在 整个电力系统中发挥着重要的作用。正是由于高压输电线路在整个电力系统中发 挥着主动脉的作用，所以我们需要重视高压输电线路防雷保护，这样才可以保障 整个电力系统的安全运行。2 、高压输电线路遭受雷击后果严重。高压输电线路的正常运行关系到整个电 力运输系统和使用系统的安全，而且这些高压输电线路分布较为广泛，线路长度 较长，并且这些高压输电线路所经过的外部环境是比较糟糕的。这就导致整个高 压输电线路遭受雷击的可能性比较大。高压输电线路被雷电击中后，就会导致跳 闸事故，影响电能的正常供应。除此之外，高压输电线路遭受雷电后，整个线路 以及一些开关设备有可能也受到损坏，更严重的情况是变压站内的设施也被殃及 给电力企业造成巨大的损失。基于以上几点，我们要重视对高压输电线路的防雷 保护。三、输电线路的防雷措施1 、输电线路防雷基本原则（1）保护导线不受或少受雷击，可采用架设避雷线、避雷针或采用电缆（2）雷击塔顶或避雷线时不使或少使绝缘发生闪络。因此需提高线路的耐雷 水平或线路的绝缘水平。可采用降低接地电阻和增设避雷器。（3）当绝缘发生闪络时，减少由冲击闪络转变为稳定电力电弧的概率，因而 减少雷击跳闸率，所以应减少绝缘上的工频电场强度。（4）即使跳闸了，但不中断电力供应，可采用自动重合闸或采用双回及环网 供电。2 、输电线路的防雷措施（1）降低杆塔接地电阻 降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低 是影响杆塔顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆塔 顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波侵入时，绝大多 数雷电流将沿着杆塔泄导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。对所有输电线路接地电阻进行测试，对电阻不合格地网进行整改；对部分输 电线路杆塔接地网进行开挖检查，对腐蚀程度超过规定的一律进行整改；根据反 措要求，将所有杆塔从杆顶用圆钢与地网连通，保证雷电流泄放通道畅通。通过 以上降阻措施，提高了线路耐雷水平，减少了反击发生。（2）装设线路避雷器 线路避雷器是近年来用作架空输电线路加强防雷保护较为有效的方法，在防 止反击和绕击导线后对绝缘子造成的冲击闪络方面均有很好的效果。对于雷电活 动特别频繁区域，应广泛使用线路避雷器。它与绝缘子串并联在杆塔上，因其残 压低于绝缘子串的 50%冲击闪络电压，因此，当杆塔和导线电位超过避雷器的动 作电压时，避雷器就加大分流，保证绝缘子不闪络。避雷器的选型，10kV、35kV线路由于间隙不易实现绝缘配合，采用带脱离器 的无间隙避雷器，通过脱离器动作达到免维护，避雷器故障损坏后，脱离器会迅 速动作，将故障避雷器从输电系统中退出，及时消除系统永久接地并为故障避雷 器提供明显标识。110kV及以上电压等级线路选择采用带间隙的线路避雷器，正 常工作时， 90%的压降在间隙上， 10%的压降在阀片，阀片上的荷电率低，阀片 不易老化，从而达到免维护的目的。（4）架设避雷线 在输电线路防雷保护中，效率最高的方法就是架设避雷线，不但能够避免导线遭雷直击，避雷线还具有下述作用：屏蔽导线，减小导线上感应过电压；耦合 导线作用控制线路绝缘子电压；分流能够降低塔顶电位，并降低流过杆塔的雷击 电流，避免线路发生闪络。一般全线架设避雷线的方式应用于110kV电压等级以 上的输电线路，220kV及以上线路应沿全线架设双避雷线，两根避雷线间的距离 不应超过导线与避雷线间垂直距离的5倍。保护角一般取2030，330kV及 220kV 一般采用 20左右， 500kV 一般不大于 15。（5）架设耦合地线 在降低杆塔接地电阻有困难时，可以在导线下方增加一条架空地线，称为耦合地线。其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用以降低绝缘子串上的电压；此 外，耦合地线还可以使该基杆塔地网与相邻杆段的地网得到良好的连接，相当于 埋设了连续伸长接地体，增加对雷电流的分流作用。运行经验表明，耦合地线对 减少雷击跳闸率效果是显著的，一些经常遭受雷击的线路在加装了耦合地线后， 线路雷击跳闸率降低 40-50%左右。（6）采用不平衡绝缘方式 在高压及超高压线路中，同杆架设的双回线路较多，当采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率。不平 衡绝缘的原则是使二回路的绝缘子串片数有差异，雷击时绝缘子串片数少的回路 先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回导线的耦合作用，提高了另 一回路的耐雷水平使之不发生闪络以保证另一回路导线可继续供电。（7）装设自动重合闸由于雷击造成的闪络大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸成功率较高，据统计，我国110kV及以上高压线路重合闸成功率为75%90%； 35kV及 以下线路约为50%80%。因此，各级电压的线路应尽量装设自动重合闸。（8）加强绝缘 绝缘子的性能直接影响到线路的耐雷水平。对运行中的绝缘子应按规程要求 定期对零值绝缘子进行检测，对不合格的应及时进行更换，并对绝缘子的劣化情 况进行统计、分析，确保线路绝缘子始终满足运行要求。对于一些雷击频繁地区，可采取一些有针对性的措施，适当加强线路的绝缘 配合，以提高其耐雷水平，通常情况下110kV线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子为 7片，单串耐张绝缘子串的绝缘子为8片，正常情况下均能满足防雷要求。但为 了进一步增强线路的耐雷水平，提高绝缘子串的50%冲击闪络电压值，每串绝缘 子串可适当增加1片。实践证明，一些增加了1片绝缘子的线路投入运行后，耐 雷水平大大增强，很少发生雷击跳闸事故。对高杆塔，规程规定，全高超过40m有避雷线的杆塔，每增高10m应增加 一片绝缘子，全高超过 100m 的杆塔，绝缘子数量应根据运行经验通过计算确定（9）应用雷电定位系统雷电定位系统是一种雷电实时监测系统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位 系统能准确定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大大节省故障查找时 间，使线路及时恢复供电。同时，通过对雷电定位系统的雷电数据统计分析，能 及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，对于今后的防雷工作有指导意义。四、结束语雷电现象是一种经常发生的自然现象，是不可避免的，并且雷电对于输电线 路的破坏力是十分巨大的，一旦输电线路发生雷击事故，不仅难以保障人们的生 产生活用电，并且还有可能造成相关人员的人身财产安全。所以，我们要重视对 输电线路的防雷保护，制定安全可行可靠的防雷措施，有效地保证输电线路的安 全运行，确保人们用电的安全。参考文献：1 耿屹楠，曾嵘，李雨，余占清，何金良，李志钊.输电线路防雷性能评估中 的复杂地形地区模型J.高电压技术，2010 （06）.2 黄成辉.我国输电线路运行现状及防雷保护J.通讯世界，2013，09： 100-