高壓輸電線路絕緣配置與防雷探究

江流峰

(廣東電網公司河源供電局，廣東 河源 517000)

高壓輸電線路絕緣配置與防雷探究

江流峰

(廣東電網公司河源供電局，廣東 河源 517000)

詳細介紹了高壓輸電線路遭受雷擊的主要形式、特點及主要原因，對高壓輸電線路的絕緣配置進行了分析，從高壓輸電線路防雷性能評價標準出發，提出了從安裝線路避雷器、設置避雷線、接地電阻保護及雷電屏蔽技術等幾個方面做好防雷保護措施，對高壓輸電線路安全運行管理工作的開展有良好的借鑒意義。

高壓輸電線路；絕緣配置；防雷保護

0 引言

高壓輸電線路跳閘絕大部分都是由雷擊造成的，其對電力的快速傳輸帶來了巨大影響。為了保障人民的用電供給，就必然需要加強對高壓輸電線路防雷的重視力度。對高壓輸電線路進行絕緣配置和防雷保護，不僅可以減少高壓輸電線路的檢修費用，而且能夠有效地防止雷電波通過高壓輸電線路對變電站和發電廠產生不利影響，避免發生大規模的停電事故。

1 高壓輸電線路遭受雷擊的主要情況分析

1.1 高壓輸電線路發生雷擊故障的主要形式

一般高壓輸電線路遭受雷擊的形式主要有2種，一種是感應雷過電壓，就是指在高壓輸電線路附近范圍內發生了雷擊，由于高壓輸電線路的電磁感應效應產生了電壓，這種雷擊過電壓形式很常見，對線路的威脅不大；第二種是直擊雷過電壓，就是指雷擊直接發生在高壓輸電線路的導線、避雷線或者桿塔上產生的過電壓。一般容易發生雷擊事故的高壓輸電線路大多都是鋪設在山區的風口、順風的河谷、峽谷以及氣候潮濕的山丘盆地等等。

1.2 高壓輸電線路遭受雷擊的特點及主要原因

高壓輸電線路發生雷擊問題是有一定規律的，一般在土壤電阻率較高的地方雷電活動較弱，不易發生雷擊問題；另外，高壓線路鋪設過程中，距離地面越遠遭受雷擊的幾率就越大，鋪設長度越長遭受雷擊的幾率也越大。

高壓輸電線路遭受雷擊的實際原因一般有以下4種：(1) 線路中的絕緣材質性能達不到標準，可能是線路自身材質的絕緣強度不足或使用時間長導致絕緣性能降低。(2) 避雷線的設置不恰當，在避雷線設置過程中未采用最合適的設計方案，導致了避雷線不能在保護范圍內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雷擊。(3) 高壓輸電線路鋪設過程中避雷線的接地不良或者是避雷線和導線之間的距離過小，都會導致高壓輸電線路自身的防雷性能減弱，增加發生雷擊事故的幾率。(4) 高壓輸電線路的防雷措施不到位，沒有實行有效的保護措施。

2 高壓輸電線路的絕緣配置

在高壓輸電線路中，隨著電壓等級的不斷提升，線路的絕緣配置也面臨著更加艱巨的挑戰。首先在線路中的絕緣配置中，主要使用瓷絕緣子、有機復合絕緣子以及玻璃絕緣子。在實際鋪設過程中，由于高壓輸電線路大跨越高桿塔地段、塔頂位置較高、落雷幾率變大以及繞擊電流最大幅值增大等因素，雷擊發生率會增加，導致高壓輸電線路跳閘率增加。為了減少跳閘現象的發生，可以在塔頂上面通過增加絕緣子串數來加大地線之間的距離，加強線路的絕緣性，從而減少雷擊事故。

絕緣配置除了使用絕緣材料來防雷，還可以通過空氣介質提高耐雷水平?？諝忾g隙的絕緣保護特性在絕緣配置的研究中也占據著重要地位，但目前對空氣介質絕緣器材的研究仍在發展中，考慮到實際資金問題，有待進一步深入探討。

3 高壓輸電線路的防雷保護措施

3.1 評價高壓輸電線路的防雷性能是否合格的標準

想要鑒定某高壓輸電線路的防雷性能是否符合標準，需要通過2種指標來評價，分別是耐雷水平和雷擊跳閘率。耐雷水平測試的是高壓輸電線路在遇到雷擊的時候，是否依舊能夠保持供電水平等的指標。雷擊跳閘率則是計算某一段高壓輸電線路在某一段時間內發生雷擊跳閘事故的次數，通過次數來分析跳閘率的指標。這2個指標是互相聯系的，耐雷水平帶動跳閘率的變動，高壓輸電線路耐雷水平的升高標志著其跳閘率的降低。

3.2 高壓輸電線路防雷措施

3.2.1 安裝線路避雷器

安裝線路避雷器在防雷措施中較為常見。其能夠在線路遭受雷擊時，將雷電流通過避雷器導入地下或者附近的桿塔，阻止雷電流集中在某一段線路中，而使雷電流被較大范圍的場所吸收。一般在雷電流超過線路的安全閾值時，避雷器就會工作，將這些雷電流進行分流，使其中一大部分雷電流過渡到相鄰的桿塔上，從而降低本桿塔的電壓。另外，雷電流在流經避雷線和導線時，由于導線間的電磁感應作用，將分別在導線和避雷線上產生耦合分量，間接地導致了導線電位的升高，也就降低了導線和塔頂之間的電位差，降低了跳閘發生率。

3.2.2 避雷線的設置

設置避雷線是在鋪設高壓輸電線路時最基礎的防雷保護措施。避雷線的設置不僅可以降低保護范圍內高壓輸電線路遭受雷擊的幾率，還可以有效地降低塔頂的電壓，從而降低塔頂和導線之間的電位差，也就減少了絕緣子串的閃絡次數；導線的感應過電壓也得到降低，對導線起到了屏蔽作用。通過實際情況分析可知，架設避雷線是最基礎最有效的防雷措施之一，并且隨著高壓輸電線路的等級提高，避雷線的作用也會更加明顯。

3.2.3 接地電阻的保護

一般在鋪設高壓輸電線路過程中會使用全雙地線，或者是一根地線和一條光纜，這樣會對輸電線路起到一定的防雷保護作用，因此線路接地電阻的存在影響線路的防雷水平。所以需要確認桿塔和接地引線之間的銜接是否優良，定時測量接地引線的適應情況，及時作出反饋。一旦接地電阻過大，假設此時高壓輸電線路遭受了雷擊，則塔頂的電位會被拉高，塔頂與導線之間的電位差就會明顯增加，導致絕緣子串的閃絡頻率增高，從而引起跳閘故障。如果接地電阻正常，則高壓輸電線路在遭受雷擊時就會將雷電流導入地下土壤，使電流得以疏散，保障了高壓輸電線路的安全運行。因此，確保合適的接地電阻至關重要，降低接地電阻就是增強線路的防雷能力。

接地電阻影響電阻率，但電阻率不僅僅受接地電阻影響，還與周圍環境有關。因此，在輸電線路設計時就需要做好實地調查，避開有高山和石頭較多的地方。但是根據我國實際地理環境，有些時候很難避開這些電阻率高的環境，那就需要做到，在此處鋪設高壓輸電線路時，需采用深埋、增加垂直地極等措施來降低接地電阻率。

3.2.4 加強對雷電屏蔽技術的研究開發

加強高壓輸電線路的防雷水平也需要從外部對雷擊進行防范，我國目前很多雷擊跳閘事故都是由于繞擊造成的，因此可以在高壓線塔頂設置單根避雷針，在高壓輸電線路自身有限的防繞擊環境下，通過避雷針將防繞擊轉換為防反擊，這樣就可以有效地起到防雷效果；在輸電線路和大地之間可以鋪設負角保護和預防電棒，以降低高壓輸電線路的繞擊率，增強線路的防雷水平，結合相應的經費問題，可以不用全線配置，僅在一些易發生雷擊的桿塔和地段配置即可。

4 結語

電力的發展關乎經濟發展和百姓的起居生活，在電力發展中，高壓輸電屬于重點環節，它是目前電力發展領域的熱點之一，因此對高壓輸電線路的保護顯得至關重要。在高壓輸電線路的故障中，雷擊跳閘占據主要部分，所以必須做好防雷措施。在防雷工作中，要積極采取科學、有效、經濟的方法制約雷擊跳閘事故的發生，結合當地實際情況科學分析、制定方案，不能盲目架設線路。一旦雷擊導致大面積停電，就會影響居民的生活和利益，對國家的發展也會帶來不利影響。本文根據目前高壓輸電線路的局勢提出了一些個人見解，權當拋磚引玉，希望能夠給相關技術人員提供參考。

[1] 姜德華，高翔.輸電線路防雷改進措施的研究[A].2007云南電力技術論壇論文集[C]，2007

[2] 梁榮振.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探討[J].機電信息，2011(9)

2014-09-04

江流峰(1986—)，男，廣東河源人，助理工程師，研究方向：輸電線路運行。