摘 要：高壓架空輸電線路由于周圍環(huán)境復(fù)雜，容易遭受雷擊，因此，對(duì)高壓輸電線路遭受雷擊的特點(diǎn)及原因進(jìn)行總結(jié)，才能從根本上采取有效的防雷措施。
關(guān)鍵詞：高壓架空輸電線路；防雷；地線；電阻；避雷器
高壓架空輸電線路周圍的環(huán)境、地形非常復(fù)雜，如，高山、丘陵、曠野、林區(qū)等，尤其是線路較長(zhǎng)且空曠區(qū)域內(nèi)的架空輸電線路，遭受雷擊的機(jī)率比較大，不僅造成大量的線路破壞，對(duì)供電的安全性、穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。因此，在進(jìn)行輸電線路的雷電故障分析時(shí)，必須重視技術(shù)性的研究，解決輸電線路防雷保護(hù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，優(yōu)化輸電線路防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，尤其是要注意線路避雷線架設(shè)及接地電阻設(shè)計(jì)，選擇合理的線路路徑，對(duì)于線路中特殊的地段設(shè)置特殊的線路保護(hù)，并且根據(jù)地線架設(shè)的方式及接地電阻進(jìn)行科學(xué)合理的改進(jìn)，使輸電線路的防雷能力得以提高。
1 高壓架空輸電線路遭受雷擊的特點(diǎn)及原因
雷擊電流會(huì)對(duì)輸電線路運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性帶來(lái)直接的影響，對(duì)輸電線路的危害主要分為以下幾方面：當(dāng)雷擊電流通過(guò)線路導(dǎo)體時(shí)，由于電流過(guò)大會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果超出輸電線路的承受范圍，就會(huì)造成輸電線路避雷線出現(xiàn)燒斷或斷股的現(xiàn)象，引發(fā)輸電線路的故障；當(dāng)雷擊電流對(duì)地放電時(shí)，會(huì)使地面產(chǎn)生過(guò)電壓，對(duì)雷擊點(diǎn)附近的導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生一定的影響，造成輸電線路的絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)甚至擊穿的現(xiàn)象，引發(fā)輸電線路的運(yùn)行故障。
高壓輸電線路發(fā)生雷擊問(wèn)題是有一定規(guī)律的，一般在土壤電阻率較高的地方雷電活動(dòng)較弱，不易發(fā)生雷擊問(wèn)題；另外，高壓線路鋪設(shè)過(guò)程中，距離地面越遠(yuǎn)遭受雷擊的幾率就越大，鋪設(shè)長(zhǎng)度越長(zhǎng)遭受雷擊的幾率也越大。高壓輸電線路遭受雷擊的實(shí)際原因一般有以下幾種：（1）線路中的絕緣材質(zhì)性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，可能是線路自身材質(zhì)的絕緣強(qiáng)度不足或使用時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致絕緣性能降低。（2）避雷線的設(shè)置不恰當(dāng)，在避雷線設(shè)置過(guò)程中未采用最合適的設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致了避雷線不能在保護(hù)范圍內(nèi)積極地保障高壓輸電線路的安全，甚至給高壓輸電線路帶來(lái)雷擊。（3）高壓輸電線路鋪設(shè)過(guò)程中避雷線的接地不良或者是避雷線和導(dǎo)線之間的距離過(guò)小，都會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路自身的防雷性能減弱，增加發(fā)生雷擊事故的幾率。（4）高壓輸電線路的防雷措施不到位，沒(méi)有實(shí)行有效的保護(hù)措施。
2 高壓架空輸電線路防雷保護(hù)措施
2.1 選取合理的輸電線路路徑。雷電活動(dòng)是有其必須存在的原因，由此產(chǎn)生了雷擊區(qū)，因此高壓輸電線路在選擇路徑時(shí)要避開(kāi)雷擊區(qū)，這樣就可以減少很多雷擊危害。常見(jiàn)的雷擊區(qū)有以下幾個(gè)方面：地下含有容易導(dǎo)電的礦物質(zhì)的區(qū)域和地下水位比較高容易導(dǎo)電的區(qū)域；山坡與平原交界區(qū)域等地質(zhì)面貌發(fā)生變化的區(qū)域；地區(qū)土質(zhì)的電阻率會(huì)發(fā)生驟變，形成電阻率變低的區(qū)域，例如斷層帶；山區(qū)的多風(fēng)地帶和山口的峽谷地帶等雷暴走廊區(qū)域；植被長(zhǎng)勢(shì)良好的向陽(yáng)區(qū)和山丘頂部；被樹(shù)林、湖泊、河流、水塘、水庫(kù)等包圍的盆地區(qū)域。
2.2 架空地線的合理設(shè)計(jì)。架空地線是輸電線路防雷最直接的措施，采用架空地線的方式，可以避免雷電直擊導(dǎo)線。當(dāng)雷擊塔頂?shù)臅r(shí)候，因?yàn)殡娋�具有分流的作用，所以可以有效減少流入桿塔的雷電流，進(jìn)而降低塔頂點(diǎn)位。地線對(duì)導(dǎo)線還具有耦合作用，使塔頭絕緣上的電壓得以降低。此外，因地線對(duì)導(dǎo)線具有的屏蔽作用，可以使導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓降低。
通過(guò)長(zhǎng)期的對(duì)輸電線路受雷擊情況的觀察、分析、研究，可以得出這樣的結(jié)論，即在輸電線路導(dǎo)線下面或附近，可以加掛耦合線，因?yàn)轳詈暇�的特性，可以在雷擊桿塔時(shí)對(duì)雷電進(jìn)行分流和耦合，使桿塔絕緣上的電壓降低，進(jìn)而使線路的防雷性能得到提高。雖然無(wú)法減少繞擊率，但雷擊跳閘率明顯減少。對(duì)于110kV、220kV及以上的輸電線路，都可以采用架空地線的方式進(jìn)行防雷保護(hù)。
2.3 降低接地電阻。架空輸電線路的塔桿都存在一定的接地電阻，而接地電阻的高低直接影響雷擊電流導(dǎo)入大地的效率。如果輸電線路桿塔的接地電阻過(guò)大，在雷擊電流過(guò)大的情況下通過(guò)率會(huì)降低，而剩余的雷擊電流將會(huì)對(duì)輸電線路造成一定的損壞，甚至引發(fā)損毀斷路的故障。如果輸電線路桿塔的接地電阻較小，這樣雷擊電流的通過(guò)率也會(huì)提高，會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)將雷擊電流泄入到大地，從而避免了雷擊電流對(duì)輸電線路造成損壞。因此，降低架空輸電線路塔桿的接地電阻是提高輸電線路防雷的一項(xiàng)重要措施。降低輸電線路塔桿接地電阻主要有以下幾種形式：
2.3.1 改良輸電線路塔桿的接地土壤。接地土壤對(duì)接地電阻也有著一定的影響，對(duì)于一些桿塔接地土壤不好的，可以采取換土的措施來(lái)改良土壤，降低桿塔的接地電阻；采用外引接地方式，如果輸電線路桿塔附近存在池塘、河流等水域，可以將接地外引至這些水域中，并裝設(shè)水下接地網(wǎng)，從而起到降低桿塔接地電阻的目的。
2.3.2 增加接地極的數(shù)量和深度。接地極是輸電線路桿塔接地的主要泄流路徑，可以增加接地極的埋入深度以及埋入的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)降低輸電線路桿塔接地電阻的目的。
2.3.3 采用降阻劑。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化學(xué)藥物的研制更為廣泛，針對(duì)各行各業(yè)的化學(xué)藥物研制也都有著一定的突破，降阻劑是可以降低電阻的一種工具，可以在輸電線路桿塔下放接地極周圍施加降阻劑，從而起到降低電阻的作用。
2.4 安裝避雷器。隨著科技的不斷發(fā)展，絕緣外套線路金屬氧化物避雷器逐漸被研發(fā)出來(lái)，而線路避雷器防雷技術(shù)逐漸成為架空輸電線路的熱門(mén)防雷技術(shù)。當(dāng)架空線路安裝上金屬氧化物避雷器后，受到雷擊時(shí)，會(huì)有一部分電流經(jīng)過(guò)架空地下進(jìn)入相臨桿塔，同時(shí)還有一部分電流會(huì)經(jīng)過(guò)塔體進(jìn)入地下，如果雷擊電流比較大，避雷器動(dòng)作會(huì)加入分流，使得多數(shù)雷電流經(jīng)過(guò)避雷器進(jìn)入導(dǎo)線，最后進(jìn)入相臨桿塔。由于架空地線中分流的雷電流比避雷器分流的雷電流要小，發(fā)生雷擊時(shí)，金屬氧化物避雷器能在耦合作用下，提高導(dǎo)線的電位，這樣導(dǎo)線和塔頂之間的電位差會(huì)小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象，從而達(dá)到防雷的效果。
2.5 架設(shè)耦合地線。每基桿塔地網(wǎng)與相鄰地網(wǎng)由耦合地線連接，遭到雷擊時(shí)實(shí)質(zhì)上起到一個(gè)連續(xù)伸長(zhǎng)接地的作用。實(shí)質(zhì)上也就提升了相鄰桿塔對(duì)雷擊電流的分流效率，通過(guò)導(dǎo)線地線問(wèn)耦合系數(shù)的提升，達(dá)到降低接地電阻，保證供電安全的目標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于常常遭到雷擊的地區(qū)，避雷線配合耦合地線的架設(shè)可以有效提高防雷安全性40-50%。
3 結(jié)語(yǔ)
雷擊對(duì)輸電線路的損害極大，尤其是對(duì)架空輸電線路，由于處在裸露的高空處，引發(fā)的雷擊故障也較為頻繁。因此，需要依靠專業(yè)人員的不懈努力和探索，綜合采用多種防雷方法和措施，并考慮輸電線路經(jīng)過(guò)的地區(qū)的雷電的活動(dòng)強(qiáng)度、頻率、地形、地貌等多方面因素，將雷電危害降至最低，保證輸電線路的安全運(yùn)行。
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