電力輸電線路防雷設(shè)計(jì)措施探議

1、電力輸電線路防雷設(shè)計(jì)措施探議摘要：雷電屬于一種危害性極強(qiáng)的自然現(xiàn)象，特別對(duì)于電力輸電線 路，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致線路的癱瘓。本文主要論述了輸電線路的雷電放電 機(jī)理，輸電線路的一般防雷設(shè)計(jì)措施，并對(duì)重點(diǎn)線路的保護(hù)措施和線路的 絕緣選擇進(jìn)行分析總結(jié)。關(guān)鍵詞：電力輸電線路；防雷設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)措施abstract: lightning belongs to a kind of harm extremely strong natural phenomenon, especially for the electric power transmission lines, serious when can even

2、lead to line paralyzed. this paper mainly discusses the transmission line lightning discharge mechanism, transmission line general 1ightning protection design measures, and to focus on the protection measures and line line of the insulation choose are analyzed and summarized.key words: electric powe

3、r transmission lines; lightning protection design; measures designed中圖分類(lèi)號(hào)：s611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)： 輸電線路雷電放電機(jī)理概析電力輸電線路收到雷擊以后，產(chǎn)生的沖擊波能夠沿著輸電線路進(jìn)行 傳輸，從而在線路周i韋i引發(fā)瞬變高電場(chǎng)。對(duì)于瓷瓶的擊穿原理，可表述為: 與氣體電介質(zhì)相類(lèi)似，即在電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)屮i些帶電質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng) 速度和積聚數(shù)量達(dá)在到一定程度的情況下，迫使電介質(zhì)失去絕緣性能，從 而導(dǎo)致導(dǎo)電通道的產(chǎn)生。電介質(zhì)的雷電擊穿分為直接擊穿、間接擊穿。瓷瓶受到雷電流的影 響后，產(chǎn)生導(dǎo)電通道，失去全部的絕緣性能，這就是直

4、接擊穿。而間接擊 穿是指電介質(zhì)收到雷電流的影響后，瓷瓶中i些質(zhì)點(diǎn)排列結(jié)構(gòu)遭受一定的 損壞，但最終沒(méi)有產(chǎn)生導(dǎo)電通道。無(wú)論哪種擊穿方式，其危害都是巨大的。 例如：電介質(zhì)受到直接擊穿，會(huì)導(dǎo)致輸電線路的跳閘、短路或者出現(xiàn)單相 接地現(xiàn)象。雖然間接擊穿沒(méi)有完全擊穿瓷瓶，導(dǎo)致線路跳閘，但已經(jīng)影響 到設(shè)備的絕緣性能，給輸電線路留下安全隱患，容易引發(fā)水閃絡(luò)和熱閃絡(luò) 等事故。因此，間接擊穿的事故應(yīng)同樣引起高度的垂視。一般性防雷設(shè)計(jì)措施在選定線路的防雷設(shè)計(jì)措施時(shí)，應(yīng)對(duì)線路重要程度；線路經(jīng)過(guò)地區(qū) 的雷電活動(dòng)強(qiáng)弱；系統(tǒng)的運(yùn)行方式；地貌、地形特征以及土壤電阻率等條 件進(jìn)行全面的考慮，并結(jié)合已有電力線路的運(yùn)行方式，通過(guò)經(jīng)濟(jì)

5、、技術(shù)等 的全面比較，再確定合理、經(jīng)濟(jì)的保護(hù)措施。一般性防雷設(shè)計(jì)措施主要冇 以下兒個(gè)方面。2.1合理選擇線路路徑與裝設(shè)避雷器通過(guò)許多線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表示，輸電線路的遭雷擊部位大都集中于線路中的某段區(qū)域。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中若能夠躲避這些易擊區(qū)、或進(jìn)行線 路的加強(qiáng)、保護(hù)，就能有效的防止雷害事故的發(fā)生。易遭受雷擊的地段主 要有：山區(qū)風(fēng)口、順風(fēng)峽谷、河谷等。潮濕盆地，如鐵塔周?chē)兴畮?kù)、 沼澤地、魚(yú)塘、灌木等。土壤電阻率突變地帶，比如演示與土壤交界處, 地質(zhì)斷層地帶以及小河山谷等處。地下水位較高或地下有導(dǎo)電性礦地面 等。安裝避雷器后，能使由于雷擊產(chǎn)生的電壓高于一定幅值時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作, 為雷電流提供低阻抗通路，把

6、雷電泄放至大地，能夠有效的抑制電壓升高, 確保線路和設(shè)備的安全。若輸電線路受到雷擊，一部分雷電流通過(guò)避雷線 導(dǎo)入臨近鐵塔，經(jīng)塔體傳入地下。但當(dāng)雷電流高于極限值時(shí)，會(huì)引起避雷 器產(chǎn)生分流作用：大多數(shù)雷電流會(huì)通過(guò)避雷器傳入導(dǎo)線，并傳送至臨近鐵 塔。同時(shí)，雷電流在經(jīng)過(guò)導(dǎo)線和避雷線時(shí)，在電磁感應(yīng)的作用下，會(huì)在避 雷線、導(dǎo)線上出現(xiàn)耦合分量。而避雷器分流作用遠(yuǎn)大于避雷線的分流作用, 耦合作用能夠提高導(dǎo)線電位，導(dǎo)致塔頂和導(dǎo)線間電位差低于絕緣子閃絡(luò)電 壓，阻止絕緣子的閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生。2. 2架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線對(duì)輸電線路的防雷保護(hù)有重要的作用。避雷線能夠有效 的防止雷電直擊在導(dǎo)線上，避雷線的作用主要有：減小通過(guò)

7、鐵塔的雷電流, 降低塔頂電位；通過(guò)耦合作用降低絕緣子電壓；通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的屏蔽能夠降 低導(dǎo)線的感應(yīng)過(guò)電壓。一般而言，輸電線路的電壓越高，使用避雷線的作用效果越好。同時(shí), 避雷線的造價(jià)比重也越低。因此，我國(guó)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，在220kv及以上的 電壓級(jí)輸電線路中，避雷線應(yīng)全線架設(shè)，66kv的線路中，也應(yīng)架設(shè)避雷線。 在超高壓的輸電線路中，應(yīng)設(shè)置雙避雷線，由于止常工作電流會(huì)在兩根避 雷線之間的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而引起功率的損耗。為降低這種 損耗，把避雷線兼作繼電保護(hù)和通訊的通道，可以把避雷線通過(guò)小間隙與 鐵塔絕緣。雷擊作用時(shí)，會(huì)擊穿間隙，使避雷線與大地相接。2.3降低鐵塔接地電阻降低鐵塔接地電阻是

8、輸電線路的防雷設(shè)計(jì)措施的重要組成。其主要 方法有：采用電阻降阻劑、爆破接地以及使用多支外引式接地裝置等。 采用電阻降阻劑是指在接地極四周敷設(shè)降阻劑，能夠增大接地極的外形尺 寸，減小和大地介質(zhì)間的電阻作用，從而降低接地極接地電阻。此種方法 主要用于小型接地網(wǎng)，其效果較為顯著。爆破接地是新型的降低接地裝置 電阻的技術(shù)，其作用原理為：由于爆破制裂，用壓力機(jī)把低電阻材料擠入 裂隙中，改善土壤的導(dǎo)電性能。使用多支外引式接地裝置多用于接地裝置 四周冇不凍的或者導(dǎo)電良好的湖泊河流。在安裝和設(shè)計(jì)過(guò)程屮，應(yīng)考慮干 線木身具有的電阻所引起的影響。一般外引式接地極的長(zhǎng)度耍小于100m。降低鐵塔接地電阻還包括深埋接地

9、極、更換土壤、深井接地以及土 壤的化學(xué)處理等方法。在采用接地電阻措施時(shí)，要依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r、 原有線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、地貌特點(diǎn)以及土壤電阻率等條件進(jìn)行綜合、前面的 分析，并通過(guò)冇關(guān)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的比較，制定合理的方法。只冇這樣，才能 確保設(shè)備、線路的正常運(yùn)行，避免接地裝置投資過(guò)高的情況發(fā)生。針對(duì)性保護(hù)與線路絕緣選擇3.1重點(diǎn)線路的保護(hù)措施重點(diǎn)線路的保護(hù)措施應(yīng)注意以下事項(xiàng)，3566kv送電線路中，若沒(méi)有 全線架設(shè)避雷線，需在變電所附近進(jìn)線段架設(shè),并在發(fā)電廠、架空線和電 纜的連接處裝設(shè)避雷器。在10kv以上電壓線路中，若出現(xiàn)電路交叉或和 通訊線路、低壓線路交叉時(shí)，應(yīng)采取以下保護(hù)措施：若鐵塔與交叉點(diǎn)距 離

10、在40n）內(nèi)，可以不在此線路搭設(shè)保護(hù)用接地裝置。交叉檔兩端鐵塔或 鋼筋混凝土桿均應(yīng)采取接地措施。10kv以上電力線路中，若交叉檔兩端 無(wú)避雷線口采用鋼筋混凝土桿時(shí)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)間隙或避雷器。対于大跨越檔的保護(hù)，其絕緣水平應(yīng)高于同一線路中的其它鐵塔。若鐵塔高度在40m以上且裝冇避雷線，每增高10m需增加絕緣子。鐵塔高 度在100m以上時(shí)，絕緣子的數(shù)量應(yīng)由線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)過(guò)雷電的過(guò)電 壓來(lái)確定。對(duì)于整個(gè)線路都沒(méi)有架設(shè)避雷線的10kv以上的新建線路大跨 越段，應(yīng)及時(shí)的架設(shè)避雷線。若大跨越檔沒(méi)有避雷線，需架設(shè)保護(hù)間隙或 管型避雷器。新建的線路應(yīng)額外增加一層絕緣子。3.2輸電線路絕緣配合的合理選擇在輸電

11、線路中，絕緣配合應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中能夠承受的電壓、 設(shè)備絕緣的耐受特性以及保護(hù)裝置特性進(jìn)行綜合的考慮，正確、合理的確 定設(shè)備絕緣水平，使設(shè)備的造價(jià)和維修費(fèi)用以及由于絕緣引起事故的損 失，能夠在運(yùn)行上和經(jīng)濟(jì)上達(dá)到總體效益的最高冃的。對(duì)絕緣子串的片數(shù)選擇：要冇足夠的機(jī)電破壞強(qiáng)度；要冇一定電氣 絕緣強(qiáng)度；因?yàn)樵谡ｋ妷旱淖饔孟拢^緣子表面會(huì)出現(xiàn)一定的污穢，可 能會(huì)導(dǎo)致絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)。同時(shí)，絕緣子串要能夠經(jīng)受過(guò)電壓的作用; 在防污閃的要求外，選擇絕緣子時(shí)應(yīng)取決于絕緣子的損壞率；在滿足鐵特 設(shè)計(jì)耍求前提下，02級(jí)的污穢區(qū)域應(yīng)采用玻璃絕緣子或優(yōu)質(zhì)瓷質(zhì)絕緣子, 而34級(jí)污穢地區(qū)需采用復(fù)合絕緣子。而塔頭絕緣的選擇，應(yīng)取決于絕緣 子串和空氣間隙的放電電壓，并和大氣狀態(tài)有密切的關(guān)系。這主要是因?yàn)?空氣濕度、密度對(duì)電壓的影響所產(chǎn)生的，外絕緣放電電壓會(huì)隨著空氣的濕 度、密度增加而升高。當(dāng)濕度在80%以上時(shí)，絕緣表面會(huì)發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。結(jié)語(yǔ)做好電力輸電線路的防雷設(shè)計(jì)，不僅能夠提高線路本身供電的可靠 性，還能確保發(fā)電廠、變電所的安全運(yùn)行。提高線路防雷水平，減少雷擊 跳閘，防止電力設(shè)備受雷擊而損壞，