原创《500kV输电线路防雷分析与防范措施》
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【摘 要】 本文首先分析了500KV 输电线路的主要雷击类型及其产生的危害,之后从技术和人为因素两个方面给出了防范雷电的可行措施.
【关键词】 超高压输电线路 防雷技术 人为因素
伴随着我国经济的快速发展,各地电网负荷持续增大,为此我国积极发展超高压输电线路的建设,超高压输电可以有效的减少线路上的电能损耗,降低线路单位造价,同时减少线路架设所占用土地面积.超高压输电线一般在人烟比较稀少的野外进行空中架设,其工作状态受到气候、环境等影响较大.其中雷击是导致输电线路故障的重要因素之一.作为供输电主干线路的500KV 输电线路一旦出现故障,极有可能引发大面积的停电事故,为此必须对500KV 输电线路采取有效的防雷措施.
一、雷击主要类型与危害
目前我国高压线路输电线路中广泛采用了架空线路,即用绝缘子将导线固定在直立地面的杆塔之上,架空线路维修方便,成本较低,但很容易受到气象和环境的影响而引发故障,雷击是诱发故障的主要原因之一,按照雷电集中输电线路的不同位置,可以将其分反击雷和绕击雷两类.
反击雷是指雷击发生时,雷电并未直接击中输电线路,而是击中了架空线路的杆塔.由于雷击电压过大,有可能将线路的绝缘子击穿,并对线路进行放电.绕击雷是指雷击绕过避雷线直接击中输电导线同时进行放电.
目前输电线路受到雷击后的损害主要表现为断线和雷击跳闸,受断线和跳闸影响的变电站将失去供电能力而导致其所负责片区停电.同时随着输电线路电压等级的升高,线路的运行安全就越加重要.对于500KV 的线路来说,当雷击跳闸时,线路所带负荷难以瞬间转移,有可能引发变电站设备损毁甚至引发大规模的电网瓦解事故.
二、防雷措施
目前国内主要采取以下措施来针对架空明线的雷击问题.1、架设避雷线.为了防范雷电带来的损害,目前我国架空线路中都增设了避雷线.其可以有效防止因雷电直接击中导线而引起的电压过高进而导致的绝缘子破损的问题.避雷线一般架设在杆塔的顶部,避雷线直接与大地连通,可以将电流直接导入大地以保证线路安全.2、装设接地装置.不同土壤的电阻率之间通常呈现较大的差异,同时土壤电阻还会受到湿度和雨水等影响,下表是部分常见土壤的电阻率.（表1）由此可见,单靠土壤进行导电是不够的,良好的接地装置可以有效降低雷电事故损害,通过接地装置及时将雷电流导入大地将大大降低杆塔遭受雷击后发生反击跳闸的概率,如果土壤电阻过大还需要采用多根接地电阻.3、加装绝缘子,加强绝缘.针对雷雨地区多发的区域,通常需要加装多片绝缘子来加强线路的绝缘能力.防止因雷击导致绝缘损坏而引发短路问题.4、加装避雷器.20 世纪70 年代,金属氧化物避雷器出现,之后以氧化锌避雷器为代表的避雷器开始广泛用于高架线路的防雷设计.避雷器中的金属氧化物平时的压敏电压要高于线路的工作电压,此时避雷器对外呈现出绝缘的性质.当雷击发生时,瞬间的强电压将击穿金属氧化物,进行放电,这一过程并不会损坏金属氧化物,放电结束后,避雷器又会恢复绝缘状态.5、架设耦合地线.对于降低雷电对输电线路造成的危害来说,降低塔杆与大地之间的电阻是最为有效的方法.但在实际情况中,由于地理位置、施工环境等各种因素的影响,有时难以架设足量的接地电阻.为此可以在导线之下加装耦合地线.通过避雷线与耦合地线之间的相互作用,有效降低雷击电压,从而防止因瞬间电压过高引起的线路跳闸问题.
三、人为因素控制
由于架空线路多假设在野外,其线路上的绝缘设备由于长期受到阳光、雨水和沙尘的侵蚀,其绝缘能力逐渐下降,为此相关人员要做好定期检查工作.及时更换损坏严重的绝缘子.降低因反击雷引发的线路跳闸概率.在架设避雷线时,避雷线保护角的大小对于避雷效果有着直接的影响.增大保护角会导致跳闸率的增大,但减小保护角又会增加绕击雷发生的概率.为此需要恰当设置保护角,既保证避雷线起到良好的线路保护作用,同时降低雷电的绕击率.
结语：雷电对于输电线路的危害巨大,相关工作人员要结合当地气候特点,有针对性地做好雷电的预防工作,在充分利用目前的防雷手段的基础上,不断积累经验,探索新方法,将雷电带来的损害降到最低.
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