架空输电线路雷击跳闸故障及防范措施

李博

摘要：对于输电线路的配网来说，对其进行防雷工作具有复杂性和严峻性，主要是因为输电线路配网不仅所处的环境十分复杂，而且其本身的结构也比较复杂，虽然可以将主网相关防雷措施转移过来，但是由于主网和配网之间存在一定的区别，因此很有可能导致配网的防雷效果达不到预期目标，因此，在实际进行防雷措施转移的过程中应该以已有的防雷措施为基础，通过思路的转变，突破由于网线变化所带来的限制问题，从而有效改善下述缺点：其一是配网无法防雷电电流;其二是绝缘水平低等，从而在最大限度上保障架空输电线路在运行过程中的安全性和稳定性。

关键词：架空输电线路;雷击跳闸;防范措施

一、输电线路受到雷击的危害分析

通常情况下，雷击类型的差异会对输电线路造成不同的故障问题，例如，雷电直击会引起输电线路的多相故障，而雷电的反击问题会导致下面几种输电路线故障：第一是1次跳闸致使连续杆塔产生闪络异常;第二呈现为三角形态的输电线路上方出现导线异常;第三是横向排序的中线出现异常等，而雷电的绕击一般会引起输电线路的单相故障。对于输电线路来说，雷电故障对其产生的危害性是比较大的，对于220kV输电线路来说，如果其遭到了雷电的击打，那么将会出现下述故障：其一是线路的跳闸故障;其二是设备的损坏故障;其三是绝缘子的闪络故障等，甚至严重的时候还会对人们的生命以及财产安全造成严重的威胁。如果输电线路的位置在农村山林区域，交通不便利使得其在发生雷击事故的时候会在很大程度上降低巡视线路和查找故障工作的效率。除此之外，雷电出现的时候往往伴随着比较大的风和雨等恶劣天气，因此，非常容易引起树木歪倒进而压倒输电线的故障，如果不能及时采取合理措施加以解决，那么将会造成比较严重的经济损失。

二、架空输电线路产生雷击跳闸事故的成因剖析

一般情况下，5～7kA范围大小的雷电流就有可能引起输电线路的跳闸故障，而对于雷电流来说，其幅值大概率下是分布在40kA以下范围，因而该现状成为直接引起输电线路配网雷击跳闸率高的主要原因。对于高压线路而言，其容易遭受雷击事故的主要因素有以下四种：第一种是线路绝缘子的50%放电电压;第二种是有无架空接地线;第三种是雷电流强度;第四种是杆塔的接地电阻。一般高压线路的防雷操作都具有比较明显的针对性，因此，在设计高压线路的时候，应该避免高压线路出现跳闸问题。在实际工作的过程中，应该综合高压线路的运行经验、输电线路所处区域的实际情况以及施工现场的实际测试结果等多方面因素进行考虑，做到具体情况具体分析，有效保障架空输电线路的运行安全性和稳定性。架空输电线路出现雷击跳闸故障的主要原因包括以下三方面：第一点是成本以及施工量的影响，没有进行相应的防雷击输电线措施;第二点是国标和行标的限制，配网架空输电线路所具有的绝缘水平比较低;第三点是配网架空输电线路全线接地电阻的大小。

三、架空输电线路产生雷击跳闸问题的预防举措

3.1 “堵塞型”防雷对策

对于此种类型的雷击故障，可以采取下述对策加以防范：第一，在一定程度上减小地线的保护角。为实现对架空输电线路雷击故障的有效防范，在220kV双回路输电线路杆塔全高在40m以上的时候，架空地线对各相线的最大保护角应该从原设计的20°降到5°以下;而500kV的输电线路保护角则应在0°以下。第二，在架空输电线路上架设旁路架空地线。该做法的主要作用是避免500kV输电线路的侧面来雷绕击导线故障的发生，实践表明该法具有良好的实际应用效果。第三，结合实际情况适当增加复合绝缘子的长度。复合绝缘子对于电网的影响是十分显著的，因此为有效预防其出现雷击闪络故障，对于下述区域的线路应该使用干弧距离较长的复合绝缘子，其一是多雷区域;其二是强雷区域;其三是新建线路;其四是塔窗口尺寸允许的老旧线路，此外，还应该在线路的两端加装均压环。第四，在架空输电线路安装塔头侧向避雷针。此类型避雷针能够实现对方圆15～20m范围的雷击保护，而线路绕击雷击问题主要发生在杆塔两侧约30m范围内，也就是说，侧向避雷针的保护范围高达50%以上。第五，在高压输电线路安装可控放电避雷针。此类型避雷针主要用于山区容易遭到雷电绕击的杆塔，其缺点是不能够有效保护档距的中央。

3.2 “疏导型”防雷对策

通过使用定位雷击闪络以及疏导工频电弧实现对绝缘子串的有效保护，从而在最大限度上保证重合闸的成功率。为此，相关工作人员可以采取下述两种措施：第一种是加装绝缘子串并联间隙。在串联保护绝缘子串和间隙设施的情况下应当确保两者间距小于绝缘子串的干弧长度。但是应当重视的问题是绝缘子串并联间隙不适合电压在220kV以上的架空供电路线使用。第二种是装设线路式避雷设备。这种避雷设施的主要成分是氧化锌。对于线路型氧化锌避雷器来说，其所具有的主要作用包括：其一是可以在很大程度上提高输电线路的绕击耐雷水平;其二是可以在很大程度上提高输电线路的反击耐雷水平;其三是其可以显著降低500kV输电线路在遭受绕击时候的跳闸率。分析单支避雷器可知，其智能用于保护安装相，为实现对投资成本的有效把控，因此可以选择在下述位置的易击相安装线路避雷器：其一是500kV及以上核心骨干网架;其二是大体积电源输送等战略性供电通道;其三是从江流等的方面穿过;其四是山区;其五是接地电阻处于较高水平的地区;其六是高塔;其七是雷击发生可能性较大的主要线路;其八是转角塔。

四、架空输电线路雷击防范计划的有关提议

对于架空输电线路防雷工作来说，其中一个十分重要的因素就是要突破原有的配电网线路的设计限制，实现对其所具有绝缘水平的大幅度提高。有些施工人员在有限的空间采取下述两种措施：第一种是在一定程度上增加绝缘子片的数量;第二种则是使用绝缘导线，虽然这两种措施能够发挥一定的作用，但是却不能普遍的解决问题，并且其对架空输电线路绝缘水平的提高作用效果并不明显。也就是说，为有效提高架空输电线路的绝缘水平，可以在原有的空间上采取合理措施创造出新的空间，主要做法包括使用绝缘横担替换原有金属横担的方式实现对杆塔本身结构的有效改造，进而增加电气绝缘之间的距离。而对于重点防护区域，为实现增加防雷效果的目的可以通过集合式产品完成对架空线路的综合改造，此做法还能够有效杜绝下述缺点：其一是不同防雷设备生产质量优劣不一样;其二是设备简单叠加等。

五、结论

對于架空输电线路来说，雷击跳闸故障会对其产生比较严重的危害，因此，必须采取合理措施实现对雷击故障的有效预防。为此，相关输电线路企业应该在综合考虑架空输电线路结构特点以及周围所具有环境特点的基础上，合理选择恰当的防雷措施，从而达到预期的防雷效果。

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