漫长的输电线路常穿过平原、山区, 跨过江河湖泊, 延伸到地理条件和气象条件各不相同的地区, 所以遭受雷击的机会就多, 为使输电线路能可靠工作, 要求输电线路有好的防雷性能, 现讨论输电线路防雷常用技术保护措施。
1 架设避雷线
这是高压和超高压输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施根据《规程》及《标准》规定:330k V~500k V线路应沿全线架设双避雷线;220k V线路应沿全线架设避雷线;在山区宜架设双避雷线, 但少雷区除;1 1 0 k V线路一般沿全线架设避雷线;60k V线路, 负荷重要且所经地区年平均雷暴日为30以上的地区宜全线架设避雷线。
综上所述, 架设避雷线的作用是以下几点。
(1) 引雷作用。
架设避雷线后, 由于避雷线对雷云电场的畸变作用, 使雷基本上只击于避雷线而不击于导线, 这就是避雷线的引雷作用, 也是避雷线的主要作用。
(2) 屏蔽作用。
当导线上主挂有避雷线时, 由于避雷线的屏蔽效应, 使导线上的感应过电压降低, 导致作用于线路绝缘上的电压降低, 从而使线路的耐压水平提高, 跳闸率降低。
(3) 分流作用。
当雷击杆塔时, 对有避雷线的线路, 雷电流并不是全部经过该杆塔入地, 而是从杆塔两侧的避雷线分流掉一部分, 导致塔顶电位降低, 这样作用于线路绝缘上的电压也就随之降低, 从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。
(4) 耦合作用。
当避雷线上有过电压运动时, 导线上即出现耦合电压, 避雷线与导线间的这种耦合效应也能降低线路绝缘上的电压, 从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。
高压输电线路的避雷线通常是直接接地地, 而超高压输电线路的避雷线是经小间隙接地。
2 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻通常是提高线路耐雷性能最经济的方法, 我国《规程》规定, 有避雷线的线路, 每基杆塔 (不连避雷线) 的工频接地电阻, 在雷季干燥时, 不宜超过规定值, 在土壤电阻率低的地区, 应充分利用杆塔的自然接地电阻, 在土壤电阻率高的地区, 降低接地电阻较困难时, 可采用多根放射性接地体或连续伸长接地体, 或长效化学降阻剂。
处于雷电活动剧烈、接地电阻又难以降低的地区的110k V~154k V电网, 也可考虑采用中性点经消弧线圈的接地方式, 这样, 绝大多数由雷击引起的单相接地故障可被消弧线圈所消除, 即使雷击引起一相导线单相接地也不会引起跳闸, 而且对地闪烙后的第一相导线相当于接地, 增大了耦合作用, 使未闪络相绝缘子串的电压下降, 从而提高耐雷水平, 减少相间闪络概率。经验证明, 改用这种接地方式可使雷击跳闸率约降低1/3左右, 当然对上述电网是否采用这种接地方式时, 还应考虑其他因素。
3 装设自动重合闸
由于雷击造成的闪络大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能, 所以重合闸成功率较高, 运行经验表明, 我国110k V及以上的线路重合闸功率为75%~95%, 35k V及以下线路约为50%~80%, 因此各级电压的线路都应尽量装设自动重合闸。
4 特殊条件下线路的防雷措施
4.1 架设耦合地线
在高土壤电阻率地区, 当线路跳闸事故频繁, 而又难以降低杆塔接地电阻时, 除可改架或补架避雷线外, 还可以采用架设耦合地线的措施。即在导线下面回设一根或几根接地线。耦合地线的作用是增大耦合系数;增大向杆塔两侧的分流 (据华东地区实测, 分流效果约为12%~22%) , 从而可提高线路的耐雷水平, 降低雷击跳闸率。运行经验证明。耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。
4.2 雷电易击区的防雷措施
在某些山区风口处, 顺风的河谷峡地带, 易形成热雷云的湖湿盒地等, 往往形成所谓“雷暴走廊”, 某些地质断层地带, 岩石与土壤或山坡与稻田的交界地区, 岩石山下有小河山谷等处, 土壤电阻率发生突变, 雷电往往易击于低土壤电阻率处;某些突出的山顶、山坡的向阳面, 以及地下有导电性矿藏或地下水位较高的地在, 局部雷电活动往往非常频繁。对于这些雷电易击区, 在进行线路设计时, 应当尽可能避开;当无法避开时, 应特别加强防雷保护, 除尽量采用降低接地电阻, 加装耦合地线等措施处, 有时可补架成双避雷线。例如:广东某220k V线路加V形避雷线支架, 补架成双避雷线。多年来, 雷击跳闸率大为降低。
4.3 大跨越档及交叉线路的防雷防护
当线路跨越江河、峡谷时, 大跨越档的杆塔高度均相应增大, 线路易受雷击, 使其耐雷性能降低, 这是因为高杆塔的避雷线对导线的遮敝效果较差, 易于发生雷绕击于导线, 作用于习线上的感应过电压几乎随杆塔高度成正比增加。由上述感应过电压增加, 作用于线路绝缘上的电压增大, 易引起闪络。因此对大跨越档应采用特殊措施进行保护。主要措施有:降低杆塔接地电阻:当有避雷线时, 杆塔的接地电阻值不应超过规定数值的50%, 当土壤电阻率大于2000Ω时, 电阻值也不宜超过20Ω;减小保护角:考虑到杆塔绕击率增大, 因此, 避雷线对边导线的保护角不应大于20Ω;加强绝缘:由上述, 高杆塔的等值电感增大, 感应过电压增主, 绕击率也随之增大, 导致线路耐雷性能下降。为提高线路的耐雷性能, 可宜适当增国绝缘子片数。我国《规程》规定, 全高超过40m的有避雷线的杆塔, 每增加10m, 应增加一片绝缘子;全高超过100m的杆塔, 绝缘子片量应结合运行经验, 通过雷电过电压的计算确定;装设管型避雷器;对新建或现有无避雷线的大跨越档, 应装设管型避雷器或保护间隙, 同时新建线路的绝缘子片数应比相同电压等级的一般线路的绝缘片数增加一片。
电闪雷鸣是一种常见的自然现象, 雷电电压高达数百万伏, 瞬间电流可高达数十万安培, 造成很大的损失。架空输电线路雷害事故引起的跳闸, 不但影响电力系统的正常供电, 增加架空输电线路及开关设备的维修工作量, 而且由于输电线路上落雷, 雷电波还会沿线路侵入变电所。而在电力系统中, 线路的绝缘最强, 变电所次之, 发电机最弱, 若发电厂、变电所的设备保护不完善, 往往会引起其设备绝缘破坏影响安全供电。由此可见, 架空输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电量损失的关键。做好架空输电线路的防雷设计, 不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性, 而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。
摘要：从雷电活动的频繁性及雷击故障的严重性来看, 雷击故障仍然是影响电网安全运行的重要因素之一。
关键词：架空输电线路,防雷
参考文献
[1] 电力设备过电压保护设计技术规程.水利电利部[M].水利电力出版社.
[2] 李瑞祥.高压输电线路设计基础[M].西北电业职工大学水利电力出版社出版.1994, 6.
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