高壓送電線路雷擊閃絡(luò)跳閘原因分析

　　0 引言

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與電力需求的不斷增長(zhǎng)，電力生產(chǎn)的安全問題也越來越突出。對(duì)于送電線路來講，雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動(dòng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，目前世界上對(duì)輸電線路雷害的認(rèn)識(shí)研究還有諸多未知的成分。進(jìn)行高壓送電線路設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮，綜合分析每一條線路的具體情況，通過安全、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量比較，選取有針對(duì)性的防雷設(shè)計(jì)技術(shù)措施，以達(dá)到提高供電可靠性的目的。

　　1 設(shè)計(jì)的原則

　　線路防雷保護(hù)首先在于抓好基礎(chǔ)工作，目前國(guó)內(nèi)外在雷電防護(hù)手段上并沒有出現(xiàn)根本的變化，很大程度上要依賴傳統(tǒng)的技術(shù)措施，只要運(yùn)用得好，仍然是可以信賴的。對(duì)已投運(yùn)的線路，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的地貌、地形、地質(zhì)以及土壤狀況與接地電阻的合理水平給出正確的評(píng)價(jià)，找出可能存在薄弱環(huán)節(jié)或缺陷，因地制宜地采取措施。

　　2 雷擊跳閘分析

　　高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個(gè)因素有關(guān)：線路絕緣子的50%放電電壓;有無架空地線;雷電流強(qiáng)度;桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對(duì)性，因此，在進(jìn)行高壓送電線路設(shè)計(jì)時(shí)，我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。

　　2.1 高壓送電線路繞擊成因分析

　　根據(jù)高壓送電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬試驗(yàn)均證明，雷電繞擊率與避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對(duì)山區(qū)的桿塔，我們的計(jì)算公式是：

　　山區(qū)高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區(qū)設(shè)計(jì)送電線路時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)大跨越、大高差檔距，這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié);一些地區(qū)雷電活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。

　　2.2 高壓送電線路反擊成因分析

　　雷擊桿、塔頂部或避雷線時(shí)，雷電電流流過塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時(shí)在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓合成的電位差超過高壓送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，即Uj > U50%時(shí)，導(dǎo)線與桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。 序號(hào) 對(duì)照項(xiàng)目 反擊 繞擊 1 雷電流測(cè)量 電流較大(結(jié)合電流路徑) 電流較小(結(jié)合電流路徑) 2 接地電阻 大 小 3 閃絡(luò)基數(shù)及相數(shù) 一基多相或多基多相 單基單相或相臨兩基同相 4 塔身高度 較高 較低 5 地形特點(diǎn) 一般，不易繞擊 山坡及山頂易繞擊處 6 閃絡(luò)相別 耐雷水平低相(如下相) 易繞擊的相(如上相)

　　由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)β、加強(qiáng)高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。

  　　3 高壓送電線路設(shè)計(jì)防雷措施

　　清楚了送電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因，對(duì)照下面表1內(nèi)容，我們就可以有針對(duì)性的對(duì)設(shè)計(jì)中送電線路經(jīng)過的不同地段，不同地理位置的桿塔采取相應(yīng)的防雷措施。

　　⑴ 加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè)，保證高壓送電線路有足夠的絕緣強(qiáng)度是提高線路耐雷水平的重要因素。我們?cè)谠O(shè)計(jì)高壓線路時(shí)充分比較各種絕緣子的性能，分析其特性，認(rèn)為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能，所以設(shè)計(jì)中我們多考慮采用玻璃絕緣子。

　　⑵ 降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎(chǔ)，是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。對(duì)于土壤電阻率較高的疑難地區(qū)的線路，則應(yīng)跳出原有設(shè)計(jì)參數(shù)的框框，特別是要強(qiáng)化降阻手段的應(yīng)用，如增加埋設(shè)深度，延長(zhǎng)接地極的使用，就近增加垂直接地極的運(yùn)用

　�、� 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段，可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)增大，并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流，從而提高高壓送電線路的耐雷水平。

　�、� 適當(dāng)運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達(dá)到很好的避雷效果。目前在全國(guó)范圍已使用一定數(shù)量的高壓送電線路避雷器，運(yùn)行反映較好，但由于裝設(shè)避雷器投資較大，設(shè)計(jì)中我們只能根據(jù)特殊情況少量使用。

　　4 其它方面

　　作為設(shè)計(jì)部門，我們?cè)谶M(jìn)行送電線路設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　(1) 在選擇高壓送電線路路徑時(shí)，應(yīng)盡量避開雷電多發(fā)區(qū)或?qū)Ψ览撞焕�的地�?對(duì)于易受雷擊的桿塔接地，要盡量降低接地電阻。