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1、架空輸電線路雷擊研究及防雷措施探析【摘要】架空輸電線路在電網(wǎng)中的地位極為重要，一旦雷擊損壞，將直接影響主網(wǎng)的安全可靠運行，造成嚴重的后果，因此要求有可靠的防雷措施。文章結合電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀,進一步介紹和闡明輸電線路防雷重要性和主要防雷措施，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和持續(xù)穩(wěn)定供電提供保障?！娟P鍵詞】輸電線路；雷擊；電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區(qū)的輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，根據(jù)運行記錄,雷擊跳閘約占架空輸電線路故障的40%以上，而且大
2、部分雷害集中在位于重雷區(qū)的山區(qū)線路和平原空曠地帶，主要是山區(qū)雷擊活動頻繁、平原空曠地區(qū)易遭受雷擊所致。另外，土壤電阻率高，降低桿塔接地電阻困難，線路耐雷水平低，防雷效果差也是造成雷擊故障不可避免的原因。所以采取有效的防雷措施，防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路故障。1.雷擊性質問題架空輸電線路上出現(xiàn)的雷擊過電壓有兩種形式：感應雷過電壓和直擊雷過電壓。經(jīng)實測，輸電線路感應雷過電壓最大可達到400kV左右，它對35kV及以下線路絕緣有較大的威脅，但對110kV及以上線路絕緣威脅很小，所以對于高壓輸電線路，主要是防止直擊雷過電壓
3、。而直擊雷又分為反擊和繞擊，都嚴重危及線路安全運行。但是在采取各種防雷措施時，對雷擊性質未能有效地分析，很難準確地區(qū)分每次線路雷擊故障的閃絡類型是反擊還是繞擊，在防雷措施上針對性不強，存在一定的盲目性，造成防雷效果不佳。只有把雷擊性質確定了，才能采取有效的防雷措施。2?防雷接地問題2.1接地電阻問題輸電線路桿塔必須可靠接地，才能確保雷電流泄入大地，保護線路絕緣。實踐證明，降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，減少雷擊跳閘率的有效措施。為確保接地電阻符合設計要求值，必須按照運行規(guī)程要求定期測量桿塔接地電阻，拆開所有接地引下
4、線來測量接地網(wǎng)的工頻接地電阻。而雷電流是從桿塔頂部泄入大地的，從防雷角度分析，防雷接地電阻應是整個泄流通道的電阻，包括桿塔與接地引下線之間的接觸電阻、接地體自身的電阻、接地體與土壤之間的接觸電阻及土壤電阻，而不僅僅是接地網(wǎng)的電阻。實際上桿塔接地系統(tǒng)存在較大的接觸電阻，必須采取有效措施降低桿塔接觸電阻，才能真正起到防雷作用。2.2沖擊接地電阻問題防雷接地中主要考慮雷電沖擊接地電阻，沖擊接地電阻與工頻接地電阻有以下兩點主要區(qū)別：一是由于雷電流相當于高頻，接地體的電感效應將使延伸接地體在雷電流的作用下呈現(xiàn)較大的阻抗；二是由于
5、雷電流幅值很大，接地體的電位很高，其周圍土壤中的電場強度將大大超過土壤的耐壓強度（&5kV/cm左右），在接地體周圍會產(chǎn)生強烈的火花放電。雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線流到相鄰桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征。3.防雷措施及分析3.1雷擊暫態(tài)分析雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高，當塔頂電位與導線上的感應電位差的幅值超過絕緣子串50%的放電電壓時，將發(fā)生由塔頂至導線的閃絡。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地
6、電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強度與地理位置和大氣條件相關，不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。3.2加裝線路避雷器及分析加裝避雷器以后，當輸電線路遭受雷擊時，雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相鄰桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。雷電流在流經(jīng)避雷線和導線時，由于導線間的電磁感應作用，將分別在導線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中
7、分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發(fā)生閃絡，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路應用避雷器進行防雷的明顯特點。3.3加裝并聯(lián)放電間隙及分析加裝并聯(lián)放電間隙主要運用于35kV線路。從近幾年的雷擊故障情況看，雷擊主要為絕緣子閃絡。為保護線路絕緣子，確保線路重合成功，采取了在35kV線路上加裝并聯(lián)放電間隙措施。3.4接地電阻改造及分析桿塔接地電阻是影響塔頂電位的重要參數(shù)，對于一般高度的桿塔，當桿塔型號、尺寸與絕緣子型號和數(shù)量確定后，降低桿塔
8、接地電阻對提高架空線路耐雷水平、減少反擊概率非常有效。當桿塔型式、尺寸和絕緣子型式、數(shù)量確定后，影響線路反擊耐雷水平的主要因素是桿塔接地電阻的阻值。對一般高度的桿塔，降低接地電阻是提高線路耐雷水平、防止反擊的有效措施。暴露在空氣中的接地極很容易氧化，建議采D12mm的圓鋼接地，提高接地網(wǎng)使用年限，并在基礎開挖的底層實施深埋，盡量減
