论文部分内容阅读
摘要：随着国民经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施迫在眉睫，本文分别对架空输电线路防雷措施、送电线路防雷措施和农村线路防雷的一些额外保护措施进行分析。
关键词：雷电；防雷；措施
Abstract: The lightning damage accidents accounted for almost 1/3 or more lines had been tripping accidents. Therefore, the search for more effective line of lightning protection measures around the corner, overhead transmission line lightning protection measures, this paper analyzes the transmission line lightning protection measures and rural lines for lightning protection of some additional protective measures.Key words: lightning; lightning; measures
中圖分类号：TM621.5 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）04-0020-0
一、架空输电线路防雷措施
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用：输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即；1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
1、藕合地埋线。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隶_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，10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。
2、装设消雷器。消雷器是一种新型的直击雷防护装置，在国内已有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套，运行情况良好。虽然对消雷器的机理和理论还存在怀疑和争论，但它确实能消除或减少雷击的事实已被越来越多的人承认与接受。消雷器对接地电阻的要求不严，其保护范围也远比避雷针大。在实际装设时，应认真解决好有关的各个环节中的问题。
3、架设避雷线。架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：1）分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；2）通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；3）对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此，110kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15°左右。
二、送电线路防雷措施
1．加强高压送电线路的绝缘水平。高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。 2．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。 3．根据规程规定：在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可以增设耦合地线。由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压送电线路的耐雷水平。 4．适当运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。目前在全国范围已使用一定数量的高压送电线路避雷器，运行反映较好，但由于装设避雷器投资较大，设计中我们只能根据特殊情况少量使用。
5、安装线路避雷器。运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器。 线路避雷器一般有两种：一种是无间隙型；避雷器与导线直接连接，它是电站型避雷器的延续，具有吸收冲击能量可靠，无放电时延、串联间隙在正常运行电压和操作电压下不动作，避雷器本体完全处于不带电状态，排除电气老化问题；串联间隙的下电极与上电极（线路导线）呈垂直布置，放电特性稳定且分散性小等优点；另一种是带串联间隙型，避雷器与导线通过空气间隙来连接，只有在雷电流作用时才承受工频电压的作用，具有可靠性高、运行寿命长等优点。一般常用的是带串联间隙型，由于其间隙的隔离作用，避雷器本体部分(装有电阻片的部分)基本上不承担系统运行电压，不必考虑长期运行电压下的老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行造成隐患。
三、农村线路防雷的一些额外保护措施 1、架设避雷线。因为农村电压等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，装避雷线的效果不大，一般不在全线架设避雷线。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度。 2、安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低农村输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%—80%。
3、中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了耐雷水平。为了更好地发挥这种作用，农村输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30欧姆。
4、增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，落雷机会会增多。可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而来降低雷击跳闸率。
四、结束语
雷电是一种很严重的自然灾害，雷电活动一旦对大地产生放电，便会引起巨大的热效应，电效应和机械力，而造成巨大的破坏。而输电线路分布很广，地处旷野，绵延数百公里，很容遭受雷击。线路落雷后，沿输电线路传入变电站的侵入波会威胁着变电站的电气设备，造成重大事故。因此加强输电线路的防雷不仅可以减少雷击输电线路引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电路畅通和电力系统供电可靠性的重要环节。
关键词：雷电；防雷；措施
Abstract: The lightning damage accidents accounted for almost 1/3 or more lines had been tripping accidents. Therefore, the search for more effective line of lightning protection measures around the corner, overhead transmission line lightning protection measures, this paper analyzes the transmission line lightning protection measures and rural lines for lightning protection of some additional protective measures.Key words: lightning; lightning; measures
中圖分类号：TM621.5 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）04-0020-0
一、架空输电线路防雷措施
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用：输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即；1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
1、藕合地埋线。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隶_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，10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。
2、装设消雷器。消雷器是一种新型的直击雷防护装置，在国内已有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套，运行情况良好。虽然对消雷器的机理和理论还存在怀疑和争论，但它确实能消除或减少雷击的事实已被越来越多的人承认与接受。消雷器对接地电阻的要求不严，其保护范围也远比避雷针大。在实际装设时，应认真解决好有关的各个环节中的问题。
3、架设避雷线。架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：1）分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；2）通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；3）对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此，110kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15°左右。
二、送电线路防雷措施
1．加强高压送电线路的绝缘水平。高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。 2．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。 3．根据规程规定：在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可以增设耦合地线。由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压送电线路的耐雷水平。 4．适当运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。目前在全国范围已使用一定数量的高压送电线路避雷器，运行反映较好，但由于装设避雷器投资较大，设计中我们只能根据特殊情况少量使用。
5、安装线路避雷器。运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器。 线路避雷器一般有两种：一种是无间隙型；避雷器与导线直接连接，它是电站型避雷器的延续，具有吸收冲击能量可靠，无放电时延、串联间隙在正常运行电压和操作电压下不动作，避雷器本体完全处于不带电状态，排除电气老化问题；串联间隙的下电极与上电极（线路导线）呈垂直布置，放电特性稳定且分散性小等优点；另一种是带串联间隙型，避雷器与导线通过空气间隙来连接，只有在雷电流作用时才承受工频电压的作用，具有可靠性高、运行寿命长等优点。一般常用的是带串联间隙型，由于其间隙的隔离作用，避雷器本体部分(装有电阻片的部分)基本上不承担系统运行电压，不必考虑长期运行电压下的老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行造成隐患。
三、农村线路防雷的一些额外保护措施 1、架设避雷线。因为农村电压等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，装避雷线的效果不大，一般不在全线架设避雷线。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度。 2、安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低农村输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%—80%。
3、中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了耐雷水平。为了更好地发挥这种作用，农村输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30欧姆。
4、增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，落雷机会会增多。可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而来降低雷击跳闸率。
四、结束语
雷电是一种很严重的自然灾害，雷电活动一旦对大地产生放电，便会引起巨大的热效应，电效应和机械力，而造成巨大的破坏。而输电线路分布很广，地处旷野，绵延数百公里，很容遭受雷击。线路落雷后，沿输电线路传入变电站的侵入波会威胁着变电站的电气设备，造成重大事故。因此加强输电线路的防雷不仅可以减少雷击输电线路引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电路畅通和电力系统供电可靠性的重要环节。