輸電線路防雷措施（一）

    長(zhǎng)期以來(lái)，電力系統(tǒng)以提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率為目的，開(kāi)展了大量的輸電線路防雷技術(shù)研究和措施改造工作，取得了顯著的成效。但是，在輸電線路的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，由于對(duì)線路走廊的雷電活動(dòng)特征掌握不夠全面，線路結(jié)構(gòu)及地形地貌特征未能全面考慮，使得目前的防雷設(shè)計(jì)及措施改造還處于簡(jiǎn)單、粗放的狀態(tài)，缺乏針對(duì)性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。因此，應(yīng)充分考慮線路走廊雷電活動(dòng)的差異、線路結(jié)構(gòu)特征的差異以及地形地貌的差異，對(duì)輸電線路防雷技術(shù)及措施的技術(shù)原理、應(yīng)用目標(biāo)及原則、綜合效益、技術(shù)前景等進(jìn)行綜合評(píng)估，以"差異化防雷"的思想指導(dǎo)輸電線路防雷，提高防雷技術(shù)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。

    輸電線路防雷技術(shù)，是根據(jù)雷擊線路造成故障的原因和特點(diǎn)，采用多種手段來(lái)減小線路遭受雷擊發(fā)生跳閘的概率，降低雷擊危害的雷電防護(hù)技術(shù)。

    架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷四個(gè)階段：線路遭受雷擊；線路發(fā)生閃絡(luò)；線路由沖擊閃路建立起穩(wěn)定的工頻電??；線路供電中斷。針對(duì)雷害事故形成的這四個(gè)階段，目前輸電線路的防雷技術(shù)相應(yīng)的分為四類：

    1、防直擊導(dǎo)線技術(shù)，即防止導(dǎo)線直接遭受雷擊，如架設(shè)避雷線、減小避雷線保護(hù)角、加裝各種型式的避雷針等。

    2、防閃絡(luò)技術(shù)，即防止輸電線路遭受雷擊后發(fā)生閃絡(luò)，如降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、安裝線路避雷器等。

    3、防建弧技術(shù)，即防止輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電弧。

    4、防停電技術(shù)，即防止輸電線路雷擊跳閘后重合閘不成功造成電力中斷，如加裝并聯(lián)間隙等。

    另外，從認(rèn)識(shí)雷害、分析雷害、解決雷害的技術(shù)來(lái)說(shuō)，目前還有一種用于指導(dǎo)線路防雷設(shè)計(jì)和防雷措施改造的輸電線路防雷實(shí)用技術(shù)，如雷害活動(dòng)圖技術(shù)。

    輸電線路防雷設(shè)計(jì)的目的，是提高線路耐雷性能，降低雷擊跳閘等。輸電線路雷害事故主要是雷擊桿塔或避雷線造成的反擊事故，感應(yīng)雷過(guò)電壓對(duì)線路造成的危害極小，在一些特殊地段還易發(fā)生繞擊事故。結(jié)合輸電線路雷電活動(dòng)規(guī)律、地理?xiàng)l件、氣象條件采取針對(duì)性的防雷措施，如降低桿塔沖擊接地電阻，架設(shè)耦合地線，裝線路避雷器，加側(cè)向避雷針和加強(qiáng)絕緣等可以取得有效的防雷保護(hù)效果。

    架設(shè)避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線。此外，避雷線對(duì)雷電流還有分流作用，可以減小流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；與導(dǎo)線之間的耦合也可降低絕緣上的過(guò)電壓。

在雙避雷線的超高壓線路上，正常的工作電流將在每個(gè)檔距中兩根避雷線所組成的閉合回路里感應(yīng)出電流并引起功率損耗。為降低這種損耗和將避雷線作通訊線用，可將避雷線經(jīng)一個(gè)小間隙對(duì)地絕緣起來(lái)，雷擊時(shí)此間隙擊穿，避雷線接地。

    330kv及以上應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線，220kv應(yīng)全線架設(shè)避雷線，110kv線路一般應(yīng)全線架設(shè)避雷線，但在少雷區(qū)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動(dòng)輕微的地區(qū)可不沿線架設(shè)避雷線，保護(hù)角一般取11度-30度，對(duì)330KV和220KV雙避雷線路，一般采用20度左右，在南方多雷地區(qū)或繞擊事故的山區(qū)可采用0度保護(hù)角或負(fù)保護(hù)角。究竟采用多大的保護(hù)角各地要根據(jù)各地的雷電活動(dòng)情況，地理、地貌和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。

    保護(hù)角是影響輸電線路繞擊耐雷性能的重要因素之一，減小避雷線的保護(hù)角，輸電線路的繞擊率就會(huì)隨之下降，從而使輸電線路的繞擊跳閘率降低。根據(jù)電氣幾何模型的觀點(diǎn)，減小避雷線的保護(hù)角，可以提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽性能，在相同幅值雷電流下可以減小導(dǎo)線的暴露距離，同時(shí)還可以減小可能發(fā)生的最大繞擊電流，這兩個(gè)因素使線路繞擊跳閘率減小。

    減小避雷線保護(hù)角技術(shù)是利用適當(dāng)?shù)姆椒p小避雷線的保護(hù)角，提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽性能，減小導(dǎo)線受繞擊的概率，從而有效降低輸電線路繞擊跳閘率的一種輸電線路防雷技術(shù)。在南方多雷的山區(qū)，減小避雷線的保護(hù)角加大避雷線的屏蔽效果是防止繞擊事故的有效措施：

    減小避雷線保護(hù)角的方法大致可以分為以下幾種：

    1、保持避雷線和導(dǎo)線的高度不變，減小它們之間的水平側(cè)向距離，使保護(hù)角減小。

    2、保持避雷線高度不變，通過(guò)增加絕緣子片數(shù)，降低導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度來(lái)減小保護(hù)角，同時(shí)也增加了絕緣子串的長(zhǎng)度，提高了絕緣子串的耐受電壓。

    3、保持導(dǎo)線高度不變，通過(guò)增加避雷線的高度來(lái)減小保護(hù)角。

    對(duì)舊輸電線路進(jìn)行改造時(shí)，雖然減小保護(hù)角可以直接有效的降低輸電線路的雷擊跳閘率，但是改造工程復(fù)雜、需要停電對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，施工周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，難度大，總體經(jīng)濟(jì)性不高。

    對(duì)于新建線路，應(yīng)用減小保護(hù)角技術(shù)只需對(duì)桿塔重新設(shè)計(jì)，不需對(duì)線路進(jìn)行額外改造。因此，相對(duì)于老線路來(lái)說(shuō)，投資較少。若要外移避雷線的方法來(lái)減小避雷線和導(dǎo)線之間的水平距離，由于避雷線外移，桿件的應(yīng)力增大，桿塔的重量和基礎(chǔ)應(yīng)力都隨之增加，線路的投資成本有所增加；若用內(nèi)移導(dǎo)線的方法來(lái)減小保護(hù)角，如緊湊型線路，桿塔的尺寸減小，輸電走廊也減小，造價(jià)會(huì)更低；若用增加絕緣子片數(shù)，降低導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度來(lái)減小保護(hù)角，桿塔的重量和應(yīng)力都隨之增加，線路的投資成本增加，但同時(shí)線路的絕緣得到加強(qiáng)對(duì)提高絕緣子閃絡(luò)電壓較為有利；若用增加避雷線高度來(lái)減小保護(hù)角，需要增加桿塔投資費(fèi)用，因此各地應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用適合于當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的方式。

    減小避雷線保護(hù)角使用應(yīng)注意：

    1、將避雷線外移，減小避雷線和導(dǎo)線之間的水平距離來(lái)減小保護(hù)角時(shí)應(yīng)該注意避雷線不能外移太多，應(yīng)保證桿塔上兩根地線之間的距離不應(yīng)超過(guò)地線與導(dǎo)線間垂直距離的5倍。

    2、使用將導(dǎo)線內(nèi)移的方法來(lái)減小保護(hù)角，可以避免桿塔重量增加和基礎(chǔ)應(yīng)力增大的問(wèn)題，還可以建造更緊湊的輸電線路，減小輸電走廊。