浅谈配网电力线路防雷管理

陆显明

摘 要：分析了配电网电力线路受到雷击发生跳闸事故的原因，阐释了电力线路防雷管理的重要性，并提出了电力线路的防雷管理措施，以供参考。

关键词：电力线路；防雷管理；接地杆塔；绝缘子

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0087-02

随着国民经济的发展和社会经济建设步伐的加快，人们对电力的需求越来越大。对配电网络中的电力线路来说，因雷电袭击而导致的跳闸问题会对供电的安全、可靠产生直接影响。雷电具有随机性和不可控制性，对电力线路的危害较大。因此，要加强电力线路的防雷管理，减少事故的发生，从而降低电力企业的经济损失。

1 电力线路遭受雷击发生跳闸的原因

配网电力线路遭受雷击破坏的影响因素包括：架空地线、杆塔接地电阻、雷电强度、线路绝缘放电电压。

1.1 雷电直接击中电力线路

通常，配网电力线路中产生大气过电压包括两种情况：感应雷过电压和直击雷过电压。其中，感应雷过电压是雷电击中线路附近的地面，产生电磁感应而引发的过电压；直击雷过电压是雷电直接击中电线形成的过电压。按照性质的不同，可以将电力线路的雷击故障分为雷电绕击和反击闪络。运行经验显示，在电力系统受到的雷电袭击中，直击雷过电压的危害性最大。由于配网电力线路对应的防雷措施不同，所以在选择防雷措施时，首先要确定线路遭受雷击导致跳闸的具体原因。

1.2 电力线路遭受雷电绕击

电力线路运行经验、现场实测结果和模拟实验结果均表明，电力线路遭受雷电绕击的概率与高压电力线路途经地的地形地貌、地质条件、杆塔高度和避雷线对边导线保护角有直接关系。位于山地的电力线路受到雷电绕击的概率是平原地区的3倍，因为在山区架设电力线路时，杆塔的跨越幅度和高差档距较大，线路抵抗雷电的能力较弱。如果某地区的雷电活动强烈，则这个区段的电力线路会更容易受到雷电的袭击。

1.3 电力线路遭受雷电反击

当雷电电流经避雷线、雷击杆传入接地和塔体时，会导致塔杆电位的升高，进而导致相导线出现过电压。当塔体电位与导线过电压合成的电流超过输电线路绝缘子闪络的电压时，接地杆塔与导线间就会产生反击闪络。提高耦合系数、降低杆塔电阻、增强线路的绝缘能力、减小分流系数均是有效的电力线路防雷方式。

2 配网电力线路防雷管理的重要性

电力企业已经意识到配电网络电力线路防雷的重要性。由于电力线路是高耸于地面的电力设施，通常位于空旷地区，而且线路很长，因此，其容易遭受雷击。统计结果显示，长度为100 km、高度为8 m的电力线路每年遭到雷击的平均次数为4.8次。根据运行经验，雷击是电力线路停电故障的主要原因之一，此外，雷击线路还会对变电所、发电厂的安全运行造成影响。提高电力线路的防雷技术水平，不仅能够确保电力系统的安全、可靠供电，还能保护变电所和发电厂的电力设备，为其安全运行提供可靠保障，因此，加强配网电力线路的防雷管理具有重要的现实意义。但以目前的技术水平来看，尚不能够做到线路的绝对防雷，要根据具体情况对各种线路采取有针对性的防雷措施。总体而言，需要综合分析线路所经地区的气候状况、雷电活动、防雷设施和线路保护投资等多种因素。

3 防雷管理措施

3.1 合理利用避雷线和接地地阻

在配网电力线路采取的防雷措施中，避雷线是一个基本的方法，可以避免雷电袭击导线，对雷电电流起到分流的作用，同时，还能对导线起到耦合和屏蔽的作用。在避雷线的日常使用过程中，为了减少避雷线电流造成的附加损耗，需要通过“小间隙”的方式对避雷线实施绝缘保护。当遇到雷雨天气时，可以小间隙击透避雷线，减少杆塔的接地电阻，从而有效避免雷电反击。一般情况下，线路的电压越高，避雷线的作用就越强，且占线路造价的比重越少。按照相关要求，110 kV、220 kV及以上等级电压的电力线路需全线架设避雷线，35 kV的线路通常在变电所进线段架设1～2 km的避雷线即可，同时，要根据规定做好杆塔接地工作。

3.2 架设耦合地线

如果无法有效减少杆塔的电阻，可以在导线下架设地线，以增加导线与地面间的耦合效果，减少绝缘子的电压值，并对雷电起到分流的作用。对35 kV及以下电压等级的线路来说，可以全线架设避雷线，通过消弧线圈接地，自动降低雷击线路造成的单相接地，避免跳闸和相间短路故障的发生。两厢或三厢线路遭到雷击会造成导线的闪络现象，但不会出现跳闸问题，因为闪络导线的作用与地线相似，它增加了耦合作用，减少了闪络导线上绝缘子的电压值，提高了电力线路抵抗雷击的水平。

3.3 增强线路的绝缘水平

电力线路在公路、河流等特殊路段的跨度较大，增加了塔杆的落畦。当发生雷电时，塔顶的电位达到最高值，从而产生了感应过电压，增加了雷电绕击的频率。为了减少线路的跳闸故障，需要提高线路的绝缘水平。通常，合成110 kV与35 kV线路的绝缘子或6 kV和35 kV电力线路使用高压瓷横担能够减少因雷击导致的跳闸事故。

3.4 维护线路中的绝缘弱点

高杆线路的跨越点和交叉处、电线的开关、电缆头等都属于绝缘弱点。如果出现雷击，这些位置就容易出现短路现象，所以需要在绝缘弱点处安装专门的避雷器进行保护。

3.5 安装自动重合闸装置

通常，大部分雷击导致的闪络问题在发生跳闸后会自动消除，因为线路绝缘具有自动恢复的功能，安装自动重合闸能够更好地降低线路受到雷击的概率，因此，为配网电力线路安装自动重合闸是十分必要的。

3.6 合理使用线路避雷器

对全线架设避雷线的电力线路来说，并不能完全消除过电压，因此，要合理使用避雷器，一旦雷击产生的过电压超过了避雷器的保护范围，避雷器就会对雷击电流形成通向地面的低阻抗通路，从而限制电压升高，有效保证电力线路和电力设备的安全、稳定。现阶段，变电站对每个6 kV和35 kV电力线路的变压器都设置了避雷器，还在一些35 kV联络线的相应出口位置安装了放电间歇。