浅析输配电线路防雷的设计

朱昭其

摘 要: 随着经济的迅速发展,输配电线路也愈来愈多,而随之而来的雷击引起的输配电线路的电力故障也是很频繁地发生,所以这就要求我们对雷击输配电线有着一个清晰的认识,要想将线路故障的发生率降到最低,就必须从对输配电线路防雷设计入手。本文作者针对对输配电线路的防雷设计为中心,阐述了有效的防雷设计,并探讨防雷设计对降低输配电线路故障的重要性,以供大家参考。

关键词: 输配电线雷击危害防雷设计

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0 前言

众之所云，雷击是所有非人为因素影响输配电线路正常工作的形式中最主要的一种,因为它有很大的威力及不确定性。目前中国大部分地区的输配电线路存在着极大的安全隐患，如输配电线路的杆塔通常比地面高出了十米至数十米,并且大面积存在于高山和荒野等空阔处,这些方面往往会增大输配电线路遭受雷击的可能性,所以为了从根本上解决雷击对输配电线路造成的危害,在输配电线路中加上有效的防雷设计是非常必要的,这样才可以减少因雷击带来的损失,从而保障了人们的人身及财产的安全。

1 雷击对输配电线路的危害

雷击对输配电线路的危害是多方面的,我们应当对其会产生的危害有一个清楚的认识,这样才能够保证我们对于输配电线路的防雷设计的设计方向准确无误。首先雷击在输电线路上(包括直击、反击和绕击)使输电线路受到雷电过电压的作用,线路绝缘发生闪络,建立稳定的工频电弧,从而导致跳闸停电。雷击引起的线路跳闸事故占据日益主要的地位, 不仅影响线路设备的正常运行,而且极大地影响了日常的生产、生活。线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。所以我们应当将输配电线路防雷设计放在重要位置,减少由于雷击给人们的人身安全和财产安全带来的损失。

2电压的种类

2 . 1 感应雷过电压

据调查研究表明,往往在雷云中含有很多的负电荷,这些负电荷聚集在了输电线时会产生剧烈的静电感应,在导线的末端会出现大量的正电荷,这样若雷云在此输配电线的聚集处放电,就会使其短时间内释放大量的电荷,这样,这些电荷就会向线路的两侧以波的形式移动，这样就会产生感应过电压,在此时雷击电流会产生迅速的变化, 产生非常强大的磁场在导线上感应出很大的电压, 给输配电线路带来很大的破坏。

2 . 2 直击雷过电压

对目前的电力故障的统计, 直击雷过电压是线路跳闸、瓷瓶闪络、绝缘击穿的主要的产生因素,这些都是由于直击雷过电压的产生而引起的。

3防雷设计

3 . 1 架设避雷线

最普遍也是最直接的方法, 就是架设避雷线。因为目前经常发生输配电线路雷击事件的地区的电压一般都不是太高, 一般就是35KV或者更低,而其线路的绝缘性很低,若按照普遍的装避雷线的方式根本不能到达避雷的效果,所以但当雷直击于变电站附近的导线时,沿导线传入变电站的侵入波可能会危及到变电站内设备的绝缘。所以农村输电线,必须在靠近变电站的一段进线(1～2m)上加装避雷线,以减少绕击和反击的概率。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对外侧导线的保护角应小一些,一般采用20～30°。这样就可以达到较好的避雷效果,给人们的生产生活,带来较大的安全保障。

3 . 2 中性点非有效接地方式。

目前常常在雷击输配电线路的地区采用中性点不接地或者经过专门研究后采用弧形等方式来接地,这样的中性点非有效接地方式,会很好的消除雷击给输配电线路带来的危害,有效的降低人们的损失。在电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式,这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降, 从而提高了线路的耐雷水平。因此,对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔,必须做好接地措施。

3 . 3 加强电路的检修

在经常发生雷击输配电线路的地区,我们可以发现大部分原因是由于线路的老化,导致了一系列的事故,我们除了将目光放在防雷技术的研究上,还应该回过头来,看看往往应当重视却被人们有意或者无意将其置于一旁,忽视不管的检修措施, 我们应当在实际的输电线路管理上加强检修和管理,要经常巡视保证事故发生后避免无人处理的情况发生,除此之外, 我们还应当加强输电线路的防雷工作,检查要从防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率入手,对以前频繁遭受雷击的输电线路,通过加强线路自身绝缘和加强技术方面的改造的同时，要注意实际的管理和检修,如清理线路周围的导电缘、加装线路避雷器、加强杆塔接地电阻监测等措施,以降低雷电天气对输电线路造成的危害。这些方面做好了, 才可以保证输配电线路的防雷设计的有效性。

3. 4 降低杆塔的接地电阻

高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻, 这是提高高压送电线路耐雷水平的基础,是最经济、有效的手段。针对要降低杆塔的接地电阻, 首先应当将杆塔接地装置埋深: 在耕地,一般采用水平敷设的接地装置, 接地体埋深不得小于0.8m;在非耕地,接地体埋深不得小于0.6m。在石山地区,接地体埋深不得小于0.3m。然后当接地电阻值不能满足要求时,可适当延伸接地体射线,直至电阻值满足要求为止,个别山区,如岩石地区当射线已达8根80m以上者,可不再延长。再者对于接地体的连接:采用搭接方式, 两接地体搭接长度不得小于圆钢直径的6倍。除此之外对于防腐也是有要求的:焊接部位必须处理干净再做防腐处理。最后为了减少相邻接地体的屏蔽作用,水平接地体之间的接近距离不得小于5m。

3 . 5 藕合地埋线

藕合地埋线也是一种在输配电线防雷设计中有效的方式。藕合地埋线可起两个作用,一是降低接地电阻，《电力工程高压送电线路设计手册》指出:连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1～2 根接地线,并可与下一基塔的杆塔接地装置相连,此时对工频接地电阻值不作要求。国内外的运行经验证明,它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。二是起一部分架空地线的作用,既有避雷线的分流作用,又有避雷线的藕合作用。据有的单位的运行经验,在一个20基杆塔的易击段埋设藕合地埋线后， 1 0 年中只发生一次雷击故障,有文献介绍可降低跳闸率40%,显著提高线路耐雷水平。

4 结语

由此可见，要想将线路故障的发生率降到最低,就必须从对输配电线路防雷设计入手，只有对输配电线的防雷设计有着深入的研究， 这样才能保证用户能够安全的用电，从而保证人们的生产生活中的人身安全和财产安全。

参考文献

[1] 关根志.高电压工程基础[M].北京: 中国电力出版社,2003.

[2] 全国电力职业教育规划教材.输配电线路运行和检修[ M ]中国电力出版社.2007.

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