架空输电线路的防雷（精选12篇）
架空输电线路的防雷 篇1
架空输电线路路径多建于空旷地带或山上, 在雷电活动极为频繁的地区, 一直受到雷击故障的困扰。尤其是雷雨季节, 雷击跳闸率长期居高不下, 严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我国电网故障分类统计数据表明, 多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的40%~70%。因此, 如何切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施, 已经成为确保线路安全、可靠运行的重要工作之一。
1 雷击的形式及危害
输电线路雷害的形式有感应雷和直击雷。实际运行经验表明:110k V及以上电压等级的输电线路雷害的原因分析主要是根据经验和故障现象, 因而比较难作出准确判断, 这对于有针对性地采取防雷对策十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响, 其绕击率约为平原线路的3倍, 或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压, 它的峰值很高, 破坏性很强, 在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿;重者击断导线造成停电事故。
2 防雷措施
2.1 运行管理
2.1.1 加强对防雷设备 (设施) 的定期巡视
在对防雷设备的检查巡视中:要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况;接地线引下线是否有断股、断线的情况。对运行时间长、实测接地电阻达不到要求的, 可以对地网进行开挖检查, 看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失, 以确保各部分都接触良好方可。有时在测量地网电阻会发现读数为无穷大的现象, 这多数是由于接地引下线与接地装置虚接所致。
2.1.2 定期对防雷设备 (设施) 进行测试
结合线路工作, 每年至少记录一次线路避雷器记录的动作情况。
线路避雷器运行2~3年应停电检查一次, 主要检查项目有:端部附件的锈蚀情况;绝缘子连接部分是否有脱胶、裂缝、滑移等现象;绝缘子表面有无裂纹或粉化现象;伞裙、护套材料有无变硬发脆现象, 有无漏电缝痕与电蚀情况;测量线路避雷器本体及支撑件绝缘电阻, 与历年结果比较不应有明显变化;对线路避雷器的间隙进行检查。
线路避雷器运行5年应停电进行直流lm A参考电压及75%参考电压下泄漏电流试验, 检查避雷器本体是否有劣化现象。
2.2 防雷设备 (设施) 、技术
2.2.1 地线、引下线及接地装置的防腐
110k V及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线, 装设接地装置, 通过引下线把雷电流释放到大地, 这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀, 这是自然因素, 但可以人为地对其进行有效的预防和改善。新建的线路防雷装置应选择热镀锌的钢绞线和圆钢来装设;锈蚀程度较轻的线路防雷装置应对其进行防腐处理, 锈蚀程度较严重的应更换新的线路防雷装置。
参考国内一些地方的运行经验, 结合实际, 对接地体引上处的防腐提出以下建议:接地体从土壤引上时, 在地面表层与接地体接触处最易锈蚀, 这是因为地面表层处的接地体易受潮且暴露在外, 与空气中的氧气接触, 接地体铁部件在富氧和潮湿的条件下, 极易锈蚀, 特别是处于酸性土壤及低土壤电阻率粘土中的接地体以及长期由于受到化肥农药侵蚀的稻田里的接地体。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触, 但其受潮情况明显优于地面表层处, 所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分, 土里的潮湿情况虽然严重, 但该部位处于缺氧状态, 所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂桨, 给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽, 接地体保护帽应凸出地面表层适当高度, 且要深入到土里适当的深度, 不需要做得太大, 以能起到保护作用为度, 使该部位接地体既与潮湿的土壤隔绝, 又与空气中的氧气隔绝。这样便有效地解决了该部位接地体的锈蚀问题, 实质上也就是基本解决了接地体引上处的锈蚀问题。该方法简单、易行、经济, 通过实施, 效果不错。
2.2.2 降低接地电阻
在电力系统中, 以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平, 比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有2种方法:一是增补地网;二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量, 一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。因此有时实测的接地电阻值比设计值要大, 甚至大很多, 达不到防雷要求的标准。所以应定期测量线路的土壤电阻率和接地电阻值, 对新建的线路也是如此。根据规程 (DL/T5092~1999) 规定, 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻不宜超过表1的数值。
2.2.3 减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻
接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻, 还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。当雷击时, 尽管地网的接地电阻满足要求, 若接地通道的接触电阻很大, 阻碍了雷电流的释放, 也极易造成绝缘子雷击闪络。
若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀, 可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓, 清除铁锈, 涂上导电脂, 重新牢固安装;若架空避雷线与塔身之间连接金具锈蚀, 可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线, 一端用并沟线夹固定在避雷线上, 另一端加接线端子与塔身牢固连接。
2.2.4 有针对性选用线路绝缘子
合成绝缘子能够被广泛应用于输电线路的主要原因是其具有良好的憎水性、耐污性好, 以及重量轻、体积小, 安装维护方便等特点。但是, 由于其伞裙直径和伞裙间距较小, 以及在长期潮湿天气下憎水性能的丧失等结构上的原因, 合成绝缘子的不明闪络率明显高于其它类型绝缘子。表2为挂网运行的110k V及以上合成绝缘子的事故类型分类统计, 从表中可以看出雷击故障仍占了最大比例。
从华南地区的输电线路运行情况反映, 合成绝缘子的雷击率明显高于其它类型绝缘子, 其主要原因就是由于合成绝缘子的伞裙间距过小, 易发生伞裙间飞弧短接现象, 这种经过空气通道的击穿大都对绝缘子本身不造成严重破坏, 其重合闸成功率很高, 而且不易找到明显的故障点。因此根据长期的运行经验和实际情况, 在多雷区域应使用特别增加了净距的合成绝缘子或钢化玻璃绝缘子为宜。
2.2.5 装设线路型避雷器
对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区, 采用一般防雷保护措施难以奏效时, 可以考虑利用线路避雷器来降低雷击跳闸率。
国内外运行结果证明, 安装线路避雷器在防止线路无论是雷绕击导线以及雷击塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。华南地区已经普及安装线路避雷器, 其防雷保护效果是比较好的。但是由于避雷器的防雷保护范围仅有一个档距左右 (最大范围约为50m) , 且价格昂贵, 不可能每基杆塔都安装, 应对安装地点、安装相方位、安装效果等进行综合评估以及必要的分析计算, 以期用最少的投入获取最大的收获。
确定线路避雷器安装杆塔应遵从以下原则多年运行表明为线路易击段、易击杆, 但降低接地电阻困难且不适宜架设藕合地线, 或上述措施实施后仍遭雷击的杆塔。
2.2.6 从设计上提高线路的防雷水平
建议今后在多雷地区线路的绝缘裕度、耐雷水平的设计应高于一般地区线路, 如绝缘配置、保护角等。
2.2.7 抓好线路的施工工艺
线路避雷器的安装应符合设计要求, 并严格按照避雷器生产厂家的产品安装使用说明书的要求进行。硅橡胶复合避雷器安装时, 应注意保护硅橡胶伞裙, 严禁用锐器划伤伞裙;水平放置时, 应避免伞裙的受力;带串联间隙的避雷器, 应校验间隙尺寸, 并将偏差控制在±10mm以内。
摘要：分析了架空输电线路雷击的形式及雷击对架空输电线路安全运行的危害, 并提出了相应的防雷措施和建议。
关键词：输电线路,雷击,防雷措施,测试
架空输电线路的防雷 篇2
（一）线路“两措”计划完成情况
按照附表7“线路安措、反措计划完成情况”，分析和评价线路专业部分安措、反措计划的实施情况，对线路专业重大项目应进行详细说明。
表七 线路安措、反措计划完成情况
2010年我省针对送电线路事故发生的规律和特点，为降低事故率，提高运行水平，制定并完成了“预防事故措施”，为今后线路的安全运行打下良好基础。
2010年安措项目计划91项，完成91项，完成率100%，投入资金790万元；
2010年反措项目计划250项，完成250项，完成率100%，投入资金4706万元。
（二）线路大修、技改工作
分析和评价线路大修、技改项目的实施情况，按照附表8“线路大修、技改项目统计表”对重大项目应进行详细说明。
表八 线路大修、技改项目统计表
加快速度进行220千伏设备改造，提高设备健康水平、提高电网输送能力、降低损耗是我们的工作重点。为了保证施工安全、保证施工工期、保证施工质量，在工程开工前，召开工程施工协调会，通过协调会了解工程准备情况，解决工程施工中存在的问题，强调工程施工中重点注意的事项，使各项工程施工得以顺利进行。
2010年大修项目计划255项，实际完成255项，共投入资金12670万元。其中：500千伏16项，投入资金2167万元；220千伏94项，投入资金3521万元；66千伏114项，投入资金6976万元。
2010年技改项目计划47项，实际完成47项，投入资金26189万元。其中： 220千伏12项，投入资金1826万元；66千伏35项，投入资金24363万元。
（三）线路临检、抢修工作情况
按照附表9总结线路临检和抢修工作情况；介绍线路故障抢修情况，并对重大或典型的故障抢修情况进行介绍。
2010年共检修线路729回，检修长度9744km，检修2978次，临检53次，故障抢修10次。其中：
500千伏线路检修26回，检修长度1140km，检修107次，临检2次，故障抢修1次。
220千伏线路检修201回，检修长度3533.6km，检修946次，临检16次，故障抢修3次。
66千伏线路检修502回，检修长度5070.4km，检修1925次，临检35次，故障抢修6次。
2010年无重大、典型故障抢修。
（四）线路状态检修工作情况
（凡开展了状态检修工作的线路，需填写此项内容。）
1、按照附表10“线路状态评价情况统计表”，简述线路状态评价总体情况。
截至2010年底，公司系统开展66kV及以上电压等级交/直流输电线路状态检修合计1851回，总长度33179.8 km。其中，正常状态
1445回，26007.2km，占78.39 %；注意状态263回，4508.77km，占 13.59%；异常状态106回，1577.67 km，占4.76%；严重状态37回，1086.2 km，占3.28%。2、2010年66kV及以上电压等级交/直流输电线路状态检修情况按照附表11统计。
截至2010年底，公司系统66kV及以上电压等级交/直流输电线路状态检修合计2839次。其中，A类检修35次，占1.24%；B类检修63次，占2.22%；C类检修159次，占5.60%；D类检修2118次，占74.61%；E类检修464次，占16.35%。
3、总结已纳入线路状态检修范围的设备，描述其家族性缺陷发现、认定和发布情况。分析在开展状态检修工作时遇到了哪些困难，有哪些情况不符合要求、哪些情况需要进行改进。
目前，辽宁公司主网运行维护的全部66kV及以上输电线路从2010年起均开展了状态检修工作。开展状态检修初期，对设备采用人工评价，工作量较大。PMS状态检修模块开放后，即利用PMS状态检修辅助决策系统对输电线路进行状态评价。
辽宁公司架空输电线路状态检修目前主要存在问题如下：（1）一线人员对状态检修的认识还不够准确，个别一线技术人员仅单单理解为状态检修即为延长设备检修时间，对设备状态把握不够准确。需要对一线员工加强培训，提高其对状态检修的认识。
（2）先进的带电检测设备、手段需要加强，在线监测装置覆盖范围小，在线监测辅助决策软件、报警系统需要进一步完善。
（3）现有的评价导则、检修导则、风险评估方法等状态检修技术标准的可操作性均有待进一步完善。
在对设备进行评价和检修过程中，未发现家族性缺陷。
（五）线路带电作业及清扫情况
按照附表12统计66kV及以上各种电压等级交/直流输电线路带电作业次数、少损电量等情况。
2010年共开展带电作业771次，少损电量70.244万千瓦时，其中：
500千伏带电作业35次，少损电量0.803万千瓦时； 220千伏带电作业249次，少损电量42.753万千瓦时； 66千伏带电作业487次，少损电量26.688万千万时
积极开展带电作业人员培训，2010年分3批参加国网带电作业培训59人，促进公司带电作业整体水平的提高。
各单位积极开展了带电作业工作，例如：带电处理导线、架空地线断股，带电更换绝缘子，带电处理接点过热，带电断、接引线等作业项目，减少了输电线路停电次数，提高了输电线路可靠率。
在2010年防舞动治理工作中，220千伏水平排列线路安装相间间隔棒，500千伏线路安装线夹回转式间隔棒、相间间隔棒采取了等电位安装方法，并在营口电渤一线安装时进行了会战，促进了各单位作业的积极性，提高各单位带电作业水平。
我省各单位带电作业开展不平衡，一些基层单位的领导和管理人员对开展带电作业认识不足，重视程度不够。这种情况应提醒我们要加强这方面的管理，建立激励机制，使其走上健康发展的轨道。
（六）专项技术工作
1、防雷工作。
线路防雷工作是近几年工作的一个重点，2010年全省投入大量资金进行了输电线路雷害治理，其中包括接地电阻改善、加装可控放电避雷针、线路避雷器等。全年共对605条输电线路15661基杆塔进行了接地电阻测试，改善接地装置2663基。全省共安装220kV以上线路避雷器221组，采用新型防雷装置可控放电避雷针496支，对预防线路雷击跳闸起到一定作用。
针对雷害故障较为严重的地区，我们与科研单位一起研究措施，大力开展降低雷害故障工作，采取有效的控制方案。特别是对雷害故障频发的线路，我们邀请国网电科院、东北电力科学研究院协助研究了解决方案。
我省安装了雷电定位系统，投入使用后，效果非常好，对雷电活动进行监控，了解雷电活动频繁区域，以便于采取防雷措施，同时对雷击故障的查巡起到了重要作用，大大缩短了查巡时间。
为了有效指导输电线路设计、基建、运维各个阶段防雷工作，生产技术部组织绘制了《辽宁电网输电线路雷区分布图》，并编制了相应绘制说明和实施细则。
2、防外力破坏工作
随着辽宁地区发展和建设速度的不断加快，2010年辽宁电网防外力破坏工作更加严峻。各单位高度重视防护区管理工作，继续强化防外力破坏工作：
（1）加强宣传教育。加大电力设施保护的宣传力度，提高全社会对电力设施保护的意识，加强对在线路防护区内作业人员培训教育，提高安全意识，掌握安全措施。
（2）加强线路巡视。根据情况增加特巡，对重要部位或防护区内的施工作业设专人看护，及时发现和处理危及线路安全运行的隐患。
（3）加强对义务护线员培训。提高义务护线员水平，及时发现、处理和上报可能对线路安全运行构成危胁的隐患。
（4）开展输电线路沿线环境治理活动。组织运行人员、义务护线员以及线路沿线群众对线路沿线锡箔纸、塑料布等飘浮物进行清理。
3、防污闪工作。
2010年，辽宁电网未发生防污闪跳闸事故，但防污闪工作并没有放松。各单位均将防污工作视为一项重要季节性工作来抓，加强污秽度测试工作，合理设置盐密监测点共计941处，不但测试1年盐密、灰密值，而且进行了3年饱和盐密值的测试。根据污秽度测试结果，按照《输变电设备状态检修试验规程》进行污秽度评估工作，并指导线路清扫、调爬工作。全省2010年共完成17条220kV、29条66kV线路的调爬工作。另外，污秽严重地区加强了线路的巡视检查工作，在部分重污区安装了污秽在线监测系统，对线路污秽泄漏电流进行实时监测。针对工业高污染区RTV、PRTV防污闪涂料老化加速问题，开展了防污闪涂料性能专题研究工作。
4、防覆冰、舞动等工作。
2010年，受“1〃20”和“2〃25”两次雨雪冰冻灾害的影响，辽宁各电压等级输电线路均出现覆冰舞动跳闸，部分线路受损严重。辽宁公司高度重视输电线路覆冰舞动的防治工作，按照国网公司的统一安排，全年完成以下几方面工作：
（1）认真总结分析了辽宁电网历年线路覆冰舞动特点，深入开展了线路防舞动措施的研究工作。
（2）对辽宁电网输电线路所处地理、气象环境进行全面摸底，划分覆冰舞动区、微气象区。在线路舞动多发区、微气象区安装在线监测装置，对线路运行状况进行监测。
（3）开展防舞动治理工作，我省舞动治理工作共涉及16条500kV线路、36条220kV线路。对于500kV线路，在舞动发生区域安装相间间隔棒、线夹回转式间隔棒等防舞动装置。对于220kV及以下电压等级线路舞动区段，安装防舞动相间间隔棒。在部分线路尝试使用扰流防舞器、柔性间隔棒等新型防舞动装置，积累新型防舞动技术措施运行经验。
在营口组织了全省带电安装500kV防舞动装置大会战，既保证2010年入冬前易舞线路防舞动装置落实到位，又减少了停电次数，保证供电可靠性，还锻炼了全省带电作业队伍，收到了良好的效果。
（4）对于舞动频发区的新建输电线路，开展差异化设计，提高设计标准，增强抗灾能力。
（5）绘制了《辽宁电力系统架空输电线路覆冰舞动分布图》，并编制了相应的实施细则及管理规定，用于系统指导公司防舞动工作。
5、防风偏工作。
辽宁公司加大了防风偏措施落实力度，在输电线路建设与改造指导意见中明确规定：220千伏及以下线路耐张引流串使用防风偏绝缘子；适当加大导线对建筑物、树木的安全距离。
我省部分地区风力较大，输电线路容易发生导线对其他建筑物、树木等放电故障。为此，我们开展了输电线路通道环境的清理整顿工作，加强风偏安全距离的检查测量工作，特别是加大了对树木的砍伐力度，全年共砍伐树木442260棵，有效地防止了风偏及树害故障的发生。
6、防鸟害等工作。
通过近两年防鸟害措施落实工作，我省鸟害故障得到了有效遏制。但防鸟害做为一项重要的季节性工作，依然没有放松。2010年全省共安装防鸟刺2802支，防鸟罩938支，其他防鸟装置30套。各单位在日常运行维护过程中，对已投运的防鸟装置加强维护，对失效 的防鸟装置进行了及时更换。2010年全年共发生鸟害5次，防鸟工作取得了较好效果。
7、大跨越段线路的管理。
加强了对大跨越段管理和监测工作。辽宁公司共有大跨越段14条线路，共计31段，采取了对大跨越段加强巡视、带电检查，未发现异常情况。
8、OPGW的使用及管理。
OPGW作为送电线路的一根避雷线运行，同时为其他专业提供通讯通道，在光缆的运行维护上，2010年进一步修订了我省2006年制定并下发的《特种光缆运行维护管理办法》，明确了两个专业的责任和义务。送电专业在加强外观巡视质量的管理工作，各单位送电专业已与试验所等单位明确了分界点，做到责任清晰，即外观由送电专业负责，内部由相关单位负责。在巡视过程中重点检修其外观、引下线、接头盒的完好情况，发现问题及时将情况反馈给局相关部门，由其进行处理。
9、其他。
（1）开展“标准化输电线路”评比活动
为了提升输电线路管理水平，开展了220千伏“标准化线路”评比活动。生产技术部组织部分线路专家对各供电公司上报的220千伏线路进行了检查评比，最后评出“标准化”线路39条，“标杆”线路25条。各供电公司对“标准化”线路评比工作都能高度重视，无论从资料管理、运行维护等方面均投入了很大力量。通过开展“标准化线路”评比活动，提高了输电线路管理的水平，对下一步推广状态检修工作提供了有力条件，也为以后输电线路运行维护及建设提供了标准依据。
（2）开展送电专业技能竞赛
举办了“辽宁省2010年送电专业技能竞赛”。所属14个供电公司的70名选手参加了竞赛。本次竞赛是对全省送电专业技能水平的一次全面检阅，通过竞赛将有效提升辽宁省电力公司送电专业人员的技能水平。
（七）基建工程
介绍线路基建工程设计、施工、验收等情况。
基建工程全部由基建部门负责，生产运行单位参加设计审查，并负责工程验收工作。
验收中运行单位严格执行施工及验收规范，并按照公司领导要求力争实行基建工程零缺陷移交，达到达标投产的要求。
2010年新投运±500千伏伊穆直流线路，生产技术部组织运行单位对改工程进行了多次验收、复检，顺利投运，并通过国网公司验收。
（八）线路科技、培训等工作
1、线路科研工作。
2010年开展的线路科研工作主要如下：（1）旋翼无人机输电线路自动巡检系统
为解决地面因素对输电线路巡检造成的困难，此项目将突破旋翼无人机在输电线路巡检中实际应用的关键技术，创造性地在国内首次实际应用旋翼无人机完成输电线路的空中自动巡检，并深入探讨应用旋翼无人机进行空中巡检过程的可靠性与安全性。对于提高输电线路故障巡检工程的效率、效果、以及减少人员所面临的危险具有重要的实际意义。此项目正在实施中。
（2）三维数字化信息管理系统
为提高送电专业线路运行维护水平，我公司送电工区率先提出了三维数字化信息管理系统的概念，结合GPS巡检装置、车载导航装置、现场实时传输装置的高科技手段，初步完成了此项目的前期设计，并取得了一定的成功。现阶段该项目已经报国网公司，待进一步完善后将在实际中应用。
（3）辽宁电力系统舞动分布图的绘制与实施研究
采用发生频次法并结合气象、地理因素绘制辽宁舞动分布图，用于指导辽宁电网输电线路设计、基建、运维、技改的防舞动工作。
（4）辽宁电力系统雷区分布图的绘制与实施研究
采用发生频次法并结合气象、地理因素绘制辽宁雷区分布图，用于指导辽宁电网输电线路设计、基建、运维、技改的防雷工作。
（5）朝阳供电公司与厂家合作共同研发的圆锥形滚珠锁紧式止退防锈螺母已在基建工程试用。其防盗效果更好。
（6）朝阳供电公司与沈阳泰豪科技发展有限公司合作研究非金属接地，在220千伏建凌二号线等线路试验，其防腐、防盗、降阻效果比较理想。
2、线路运行维护人员培训工作。
2010年，辽宁公司共组织了4次技能培训：（1）输电专业职工技能培训
2010年11月8～24日，在锦州培训中心举行《输电专业职工技能培训》。全省输电专业一线职工共113人分5期参加输电专业导线压接技能、输电架空线路巡视、检修、应急抢修技术等培训。来自一线的培训师，有着较高的业务水平和丰富的实际工作经验，对送电专业技能培训采取理论和实际相结合的方式。
（2）500千伏直流线路技术培训
2010年7月13～16日，在锦州培训中心举行《500千伏直流线路验收及运行培训》，阜新、锦州、鞍山输电专业一线职工及管理人员44人参加。通过培训使运行维护人员全面了解掌握直流线路的设计、运行检测等标准。
（3）带电作业资质培训
2010年9月7日～10月29日，组织参加《国家电网公司2010年带电作业资质培训》。全省共有59人分三批参加在华北电网有限公司带电作业培训中心举行的“输电带电作业培训班新取证、复证培训班”，培训考试全部合格，等待国网公司颁发“带电作业资质证书”。
（4）输电线路覆冰舞动观测培训
2010年12月23日，在锦州培训中心举行《架空输电线路覆冰舞动观测培训》，全省14个供电公司输电专业一线班长、技术员共计95人参加。通过培训使运行维护人员全面掌握输电线路覆冰舞动观测方法，规范线路舞动相关信息记录格式，为后续开展防舞动装置应用效果评估奠定基础。
3、新工艺、新设备、新技术的应用取得的效果及存在的问题。（1）500kV相间间隔棒
2010年，为了抑制500kV输电线路覆冰舞动，在部分500kV输电线路上安装了硬质相间间隔棒、柔性相间间隔棒。目前运行状态良好，安装了相间间隔棒的500kV线路区段在2010年冬季未再发生舞动。
（2）线夹回转式间隔棒
2010年，为了抑制500kV输电线路覆冰舞动，在个别500kV输电线路上安装了线夹回转式间隔棒。目前运行状态良好，安装了线夹回转式间隔棒500kV线路区段在2010年冬季未再发生舞动。
（3）在线监测装置
2、提出改进线路专业管理方面的工作要求和建议。
（1）管理类规范、规程、制度等种类繁多，甚至内容相近的竟有多本，执行起来不很方便。例如，涉及线路安全、质量的标准方面，既有架空送电线路施工及验收规范，又架空输电线路技术标准、架空
输电线路评价标准、输电网安全性评价、架空输电线路技术监督规定以及十八项电网重大反事故措施等，具体内容反复重复。应适当精简，精简后扩大应用范围，以适合各种需要。
（2）为提高每条线路的综合“素质”，既要有健康结实的本体（抵御自然灾害），又具备良好的外部条件（保证安全运行），同时还有优异的运行成绩（少有故障或跳闸）。对于这样的线路，我们称之为“标准化线路”。用采取建设 “标准化线路”线路的方式，可以推动线路管理走向更高的水平。
二、主要困难和问题
从组织机构、人员、制度体系、资产状况、资金投入、外部环境等方面简述线路运行管理工作中存在的主要困难和问题。
（一）主要问题
1、外力破坏故障时有发生，尽管各供电公司根据外力破坏故障频繁发生的问题和省公司多次下达的要求，针对线路通道保护、防止外力破坏等方面积极开展工作，但个别单位措施落实不利，外力破坏故障依然时有发生。
2、由于辽宁公司电网发展很快，输电线路增加很多，生产一线人员缺乏，使得一些运行维护工作不能按期完成，造成设备隐患不能及时发现和排除。
3、各单位试验仪器老化和落后，已经不能检测出设备重大隐患，主要是压接管测试仪、合成绝缘子检测仪等；一些单位领导和管理人员对送电管理系统不够重视，工作抓的不紧，使得送电管理系统中数据不全不准确。
（二）主要困难
1、辽宁是我国老工业基地，五十年代至六十年代建设的输电线路很多，由于当时经济所限，设计标准很低，御自然灾害和外力影响 的能力很差。随着老工业基地的振兴，辽宁的经济将迅猛发展，部分输电线路不能满足负荷发展，辽宁电网急需进行改造和建设。由于和谐社会的发展以及物权法的实行，社会上一些单位和个人以此为由，对电网改造和建设横加阻挠，使得电网改造和建设的进度及造价受到严重影响，辽宁电网改造和建设的任务不仅繁重，而且困难重重。
2、因输电线路建设只征占杆塔用地，不征占线路通道，违章建筑越来越多，控制非常困难，拆除难度更大。个别单位运行维护中对输电线路防护区管理力度差，没有严格按规定控制，也是原因之一。防护区内违章建筑物、堆放物品以及防护区内外超高树木对线路构成严重威胁，处理非常困难。
3、辽宁各地开发建筑工程越来越多，吊车、铲车等机械器具在线路附近作业频繁，操作人员不顾电力线路安全误碰导线，造成线路跳闸。近几年来受环境影响，锡铂纸、磁带、塑料簿等飘浮物的来源场所越来越多，遍地都是，随处可见，难以控制，被风刮到导线上造成线路跳闸。
三、下一阶段工作重点
根据本线路工作存在的主要问题和薄弱环节，提出下一阶段线路工作思路、重点工作。
（一）工作思路
1、安全生产目标
不发生重大设备事故；不发生有重大社会影响的停电事故；不发生人身重伤及死亡事故；降低输电线路跳闸率；巩固提升电网运行指标。
2、指导思想
以杜绝责任事故、降低线路跳闸率为目标；以标准化作业为手段；以技术改造、标准化建设为基础；以专业技术培训、提高职工素质为
措施；实现安全生产的稳定局面。
（二）重点工作安排
加强运行维护管理工作，重点是直流线路不能发生线路故障。做好事故预防措施，消除运行设备隐患。加强专项治理，加强工程验收工作。降低线路跳闸率，雷击故障率下降10%；加大舞动治理力度，治理过的线路不发生舞动故障，不发生有人为责任的外力破坏故障。提高职工的安全意识，强化标准化作业；进一步完善“PMS”系统，推进资产全寿命周期管理水平。
1、进一步加强基础管理工作
认真查找输电专业基础管理薄弱环节，推进整改工作。开展专业互查工作，取长补短、互相促进，逐步实现统一管理标准。
2、做好管理系统资源整合促进集约化管理发展
理顺管理系统，做好资源整合，重点抓好输电专业的管理现状调查和发展规划的制定，不断研究探索集约化检修工作，为输电专业集约化管理奠定基础。
3、深化状态检修工作
加大在线监测技术应用力度，积极开展带电检测技术，为设备状态评估提供可靠依据，重点做好呼辽直流线路的在线监测。同时做好对状态检修的整体评估和考核工作。
正在安装调试的34套220千伏及以上线路在线监测终端，2011年将全面投入使用，对输电线路进行全工况监测。
4、继续完善“三大标准”
结合工作实际，继续完善输电专业的“三大标准”，使得输电专业管理进一步规范化、程序化、经益化，不断提供专业人员管理水平。
5、PMS系统进一步完善和应用
继续整改完善PMS系统运行存在的问题，为生产系统提供先进可靠的管理平台。
6、进一步加强可靠性管理
以可靠性管理为核心，抓好同业对标管理工作。积极稳妥的开展设备状态检修工作，严格控制春检停电检修工作，合理安排检修工时定额，减少停电时间和次数，避免重复停电检修。不断探索新的作业方法和积极开展带电作业，实现电网运行指标处于良好状态。2011年架空线路的可用系数目标是99.92%
7、继续加强现场标准化建设
为了提高输电线路健康水平，继续开展标准化输电线路评比活动。在开展220千伏输电线路评比的基础上，扩大到500千伏输电线路评比，全面提高输电线路的健康水平。
8、加强技术改造工程管理和新建工程验收工作
根据省公司2011年技术改造规划，合理安排时间和工期，努力降低工程费用，加大检查力度，保证安全和工程质量。严格做好新线路投运验收把关，及时处理遗留问题，消除新线路存在的各种隐患。
9、提升培训实效开展技能竞赛
为了促进职工技术技能的提高，2010年组织输电专业职工技能竞赛。重点进行运行维护方面的实际操作培训。组织开展组立应急抢修塔演练竞赛项目。
10、推广“四新”技术为电网智能化建设奠定基础
在输电线路技术改造和运行维护工作中，积极推广应用“四新”技术。重点做好飞行器巡视线路，在线监测技术的应用。结合电网智能化积极开展相关工作，为电网智能化建设奠定基础。
11、强力推行标准化作业
严格执行《危险性作业管理办法》和新修编的《现场标准化作业指导书》，进一步落实安全生产责任制，加大检查和考核力度，彻底消除习惯性违章现象，杜绝人身事故发生。
12、认真落实反事故措施
力争实现输电线路跳闸次数在《架空输电线路管理规范》规定的指标基础上降低百分之十，按照控制输电线路跳闸次数的目标，将跳闸次数指标分解到各单位，严格控制和考核。
架空输电线路的防雷 篇3
【关键词】110kV架空输电线路；防雷措施；防雷技术；雷电流波形；雷电流幅值
【中图分类号】TM862 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0127-01
1 引言
110 kV的高压架空输电线路在野外的一个最常见的困扰就是常常会在遇到雷击以后因过电压的冲击而跳闸。在多雨的季节，这种情况会频频出现，这就给用电的安全性与可靠性造成了极大的影响。为了解决这种困扰，电子工作者们对雷击跳闸的防护措施进行了深入的探讨与研究。雷击跳闸在我国的南方由于年平均的雷暴天气较多，因此，对于输电线路的可靠性与安全性的影响极大。为有效减少雷击损失，许多地区的电力系统都采取了一些防雷的措施，比如降低接地电阻的防雷法、提高线路绝缘的防雷法、负角保护的防雷法、耦合地线的防雷法等。这些防雷的方法各有所长，在防雷的实践中都取得了一定的阶段性成果。但是各有利弊，无法统一施行。目前在我国较多地区使用的是氧化锌避雷器的防雷法，这种方法在我国的多个电力系统中都取得了较好的防雷效果。
2 雷击的型式及危害
雷电对输电线路的最主要的危害不外乎三种，一种是直击雷，一种是非直击的雷电感应过电压，一种是由线路传递过来的雷电侵入波。雷电活动目前由于其具有较大的复杂性与随机性，因此在科学上目前尚无对雷电的准确的测量，对其参数也不甚了解。所以仅能根据其危害进行避雷防雷方面的研究。由于输电线路通常会高出其所在区域，那么在该区域发生的雷击被输电线路吸引过来的可能性就大大增加了。其中的直击雷对于输电线路的破坏最大，因为直击雷的过电压极高，破坏力超强，直击在输电线路上的直击雷如果不采取任何防范措施的话，可以轻而易举地破坏绝缘子，甚至还有可能击断导线。非直击雷也会在线路上产生感应过电压，对线路产生一定的破坏性。
3 防雷措施
防雷必须拥有较为先进的防雷、引雷设备与较为成熟的技术支持，安装人员必须对雷电的破坏作用与防雷设施有足免的认识与了解。
3.1 运行管理
3.1.1 加强对防雷设备、设施的定期巡视
防雷的设备在安装完成以后还需要电力系统的员工进行经常性的巡查工作，在巡查工作中不但要观察避雷线是否出现断裂，还要检查接地的引下线与引上板以及连接金属之间的连接是否良好，是否出现固定不牢与锈蚀的现象等。并要对安装时间较长的避雷措施进行测量，测其接地电阻值是否可以达到设计的要求范围之内。如果出现阻值无穷大，则说明引下线与接地装置已经虚接或断开。
3.1.2 定期对防雷设备、设施进行测试
必须对所辖工区内的雷暴天气与避雷器的工作状态进行详尽的记录。这些记当有助于人们对当地气象的了解以及对避雷器的工作效果的验证。通常避雷器在使用了均：左右必须电进行一次检查。主要检查其端部引雷处的锈蚀状况以及绝缘子的变化情况等。还要测量避雷器与支撑部件之间的绝缘电阻值，并将这些阻值与近年的每一次测量进行比对，对确定其工作与各部件之间连接的可靠性。避雷器在工作了5年还必须进行一次停电以后的1mA直流电压泄漏电流测试，以了解避雷器的有效性，如果已经出现了劣化则必须进行更换。
3.2 防雷设备、设施、技术
3.2.1 地线、引下线及接地装置的防腐
110kV及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线，装设接地装置，通过引下线把雷电流释放到大地，这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。影响这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀，这是自然因素，但可以人为地对其进行有效的预防和改善。新建设的线路防雷装置应选择热镀锌的钢绞线和圆钢来装设；锈蚀程序较微的线路防雷装置应对其进行防腐处理，锈蚀程度较严重的应更换新的线路防雷装置。参考国内一些地方的运行经验，结合实际，对接地体引上处的防腐提出以下建议：
接地体引上处的防腐：接地体从土壤引上时，在地面表层与接地体接触处最易锈蚀，这是因为地面表层处的接地体易受潮且暴露在外，与空气中的氧气接触，接地体铁部件在富氧和潮湿的条件下，极易锈蚀，特别是处于酸性土壤及低土壤电阻率粘土中的接地体以及长期由于受到化肥农药侵蚀的稻田里的接地体。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触，但其受潮情况明显优于地面表层处，所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分，土里的潮湿情况虽然严重，但该部位处于缺氧状态，所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂浆，给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽，接地体保护帽应凸出地面表层适当高度，且要深入到土里适当的深度，不需要做得太大，以能起到保护作用为度。
3.2.2 降低接地电阻
在电力系统中，以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平，比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有两种方法：一是增补地网；二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量，一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。
3.2.3 减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻
接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻，还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。
结束语
输电线路常规的防雷保护措施仅能部分的减少线路雷击跳闸次数，为大幅度降低或消除线路雷害事故，必须采取更有效的新措施。而选择加装线路防雷用金属氧化物避雷器可以防止雷直击导线或雷击塔顶、避雷线后绝缘子的冲击闪络，从而可以根本上消除线路雷击跳闸。因此我们必须充分利用有限资金以求得最佳效益，应根据运行经验，力争较准确的选择线路防雷避雷器的安装地点。采取有针对性的综合防雷技术措施，努力做好高压架空输电线路防雷保护的“四道防线”：防直击、防闪络、防建弧、防停电，达到减少输电线路雷击跳闸故障，提高供电可靠性的目的。
参考文献
[1]申元，胡艳，黄清社，杨德伦，曹斌.广东某山区配电变压器防雷措施分析与探讨[J].电气应用.2010（23）
论架空输电线路的防雷 篇4
防直击, 就是使输电线路不受直击雷。
防闪络, 就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
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。
防停电, 就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
架空输电线路防雷的具体措施
现对生产运行部门常用的架空输电线路防雷改进措施简述如下:
1 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, 110 k V及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。
但是在实际应用却存在以下问题:
(1) 由于避雷针而导致雷击概率增大
(2) 保护范围小
国内外不少防雷专家, 对避雷针能向被保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是:“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的BS6551法规曾指出:“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内的完整保护”。而德国防雷法规则有意识地不引入避雷针保护范围的概念。从避雷针因侧击雷、绕击雷, 造成事故的实例来分析, 其保护范围是不十分肯定的。
(3) 反击的危害
当雷电被吸引到针上, 将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置, 此时针和引线的电压很高, 若针对被保护物之间的距离小于安全距离时, 会由针及引下线向被保护物发生反击, 损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离≥5米, 针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3米, 针对这一要求, 微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范的要求。
(4) 电磁感应问题
在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中, 会在周围产生强大的电磁场, 它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场, 可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电, 从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备 (通信设备, 计算机设备等) 的失灵与损坏。受雷击的针及引线, 在高频雷电流作用下, 将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时, 在入地点沿半径各点形成不同的电位, 若跨入该区域会产生很高的跨步电压。在测避雷针不适用于对弱电设备的保护, 更不易用于易燃易爆品的防雷保护。因它引来强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花, 还会在附近的金属开口环处产生火花, 从而引起事故。
3 加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔 (如:跨河杆塔) , 这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高, 感应过电压大, 而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率, 可在高杆塔上增加绝缘子串片数, 加大大跨越档导线与地线之间的距离, 以加强线路绝缘。在35 k V及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。。
4 采用差绝缘方式
此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统, 并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘, 是指同一基杆塔上三相绝缘有差异, 下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子, 当雷击杆塔或上导线时, 由于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿, 雷电流经杆塔人地, 避免了两相闪络。湖南郴州电业局和包头供电局在雷害严重的一些35 k V线路上应用了这一方法, 收到了事故率明显下降的效果。据计算, 采用差绝缘后, 线路的耐雷水平可提高24%。
5 采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上, 同杆架设的双回路线路日益增多, 对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时, 可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率, 以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异, 这样, 雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络, 闪络后的导线相当于地线, 增加了对另一回路导线的耦合作用, 提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络, 保障了另一回路的连续供电。
总之, 影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多, 有一定的复杂性, 解决线路的雷害问题, 要从实际出发, 因地制宜, 综合治理。
摘要：架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面, 常用的防雷改进措施有:架设避雷线、安装避雷针、加强线路绝缘、采用差绝缘方式、装设藕合地线或辆合地理线、升高避雷线减小保护角、装设消雷器及预放电棒与负角保护针、使用接地降阻剂等。解决线路的雷害问题, 要从实际出发因地制宜, 综合治理。
架空输电线路的防雷 篇5
摘要：输电线路杆塔是输电线路中最重要的组成部分，它的施工直接关系到整个线路的质量。它的作用是能够保证雷电流可以安全可靠的泄入大地，有利于保护地上线路设备的安全运行以及人们的生命财产安全。在进行架空输电线路杆塔施工与维护过程中，确保该装置的完整性有利于有效的降低线路设备因雷击而跳闸的概率，并提高线路设备的抗雷击能力。本文首先分析了输电线路杆塔的施工以及在实际操作中存在的一些问题，然后概述了杆塔塔基的选型，并针对其存在的问题提出了一些看法，希望能够在实际操作中提供有力的依据。
关键词：线路、杆塔
随着社会技术的发展，特高压输电也随之发展起来，所以，人们对于线路设备以及运行的安全可靠的要求越来越高。输电线路运行的稳定以及线路设备的完好主要取决于塔基的安全运行，而且输电线路还与外界的条件相互联系，在不同的地区，土质条件不同的情况之下，塔基的稳定性与强度也有相对不同，所以在不同的地区中，线路杆塔满足电压等级的条件也就有所差异。下面，主要探讨了输电线路杆塔在施工过程中存在的问题，以供大家参考。
1 线路杆塔基础及存在的问题
埋藏在地下的输电线路杆塔部分也就是输电线路的基础部分，它的作用就是使线路杆塔在安全运行过程中不受到外力的作用而倾倒或者变形。它的施工直接关系到整个线路的安全运行以及周围人们的生命财产安全。传统的线路杆塔基础施工，由于技术不先进、施工不当、对其不重视等等因素的影响，很容易造成混凝土断裂，致使杆塔塔基下沉、变形、滑坡、倾倒等，从而引发安全事故的发射管。根据分析，在进行架空输电线路杆塔的基础施工和设计方面存在有以下几点问题：
1.1 在施工过程中，往往由于地质条件的差异而使得输电线路塔基的基础施工变得复杂，使其具有特殊性。根据我国现行的技术规定中，我们发现塔基基础工程中采用的计算方法仍然还是传统的安全系数法，如果在未来一直采用这样的计算方法来进行设计计算，很显然是不恰当的。所以，施工单位以及各地政府必须要根据工程的实际情况来改变这一现实性问题。
1.2 输电线路杆塔通过自然因素――风荷载往往会造成设备的破坏，从而极大的影响到社会经济以及人们的生活，而且要想维修该设备，通常会耗费过多的财力与物力。根据调查显示，近年来因为风荷载引起的线路杆塔倒塌的事故占总因素的30%以上。所以在设计过程中，设计师与工程师一定要准确分析自然因素的影响力，尤其是对风与杆塔结构之间的作用进行深入研究，并且采取科学合理的措施来保证线路设备具有抗风能力，从而保证了线路设备安全稳定的运行。
1.3 如果是在土质相对比较松软的地区，修建杆塔塔基的过程中不仅需要对杆塔塔基本身的特性进行合理的设计，更需要将土质的物理性质和化学性质、塔基施工是的沉降程度等进行综合分析，所以在软土质的区域当中，设计杆塔基础施工相对比较特殊。软土质地区由于其特殊性，在建筑工程、公路工程、线路杆塔塔基中的建设难度都相对比较大，因其造成的事故也非常多，所以，在该地区建设线路杆塔塔基过程中一定要注意对其进行综合考虑，从而有利于保证线路设备的稳定运行以及人们的生命安全。
1.4 造成输电线路杆塔倒塌的成因还有冰雪灾害，如何在设计过程中优化和加固线路杆塔基础施工，是施工单位重点关注的问题。
除了上述存在的.突出问题之外，线路杆塔塔基施工的施工还受到地区的影响，也就是说，我国东北与西北地区，由于气候比较寒冷，冻土就会很大程度上知识塔基的位置提高，所以在设计过程中，还需要考虑冻土对于塔基的影响。同时，设计师也不能忽视近海区海水对于塔基的影响。
2 塔基的选型
随着特高压电网的建设实施，电压等级不断提高，铁塔基础承受外力增大，基础立柱长度、基础体积及工程量也随之增加。为了减少铁塔基础的混凝土及钢筋用量，缩短施工工期，降低铁塔基础的建设费用，需要设计根据塔位不同的地质、地形及周边环境因地制宜选择基础型式，充分利用每个基础的优点，达到减少土石方，将工程对环境的影响减小到最小程度。
2.1 掏挖类基础
掏挖式基础是近年来在我国输电线路建设中广泛采用的一种基础型式，具有充分利用原状土的承载力、减少开挖量等优点。按该基础的形状大小进行掏挖，土石方开挖工程量不大于混凝土浇灌的土石方填筑工程量。掏挖类基础可分为全掏挖和半掏挖两种型式。这两种基础的最大特点是能够充分利用塔基原状土的力学性能，减少基础的侧向变形，提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力。
2.2 灌注桩基础
随着我国交通基础设施建设的快速发展，灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。施工开挖量较少，施工对环境的破坏小，能有效保护塔基周围的自然地貌。
2.3 大开挖基础
对比掏挖基础，大开挖基础是指大范围的完全挖掘，大开挖基础型式较多，其按基础本体受力状态可分为刚性基础和柔性基础。刚性基础的施工工艺简单，质量易于保证，基础埋深较浅，在抵抗上拔力时主要依靠自身重量。但由于基础混凝士用量较大，综合造价偏高，使用范围受到制约。直柱柔性基础该基础采用钢筋混凝土底板，能比较充分地利用塔基及上覆土重的作用，因而综台造价仍比普通混凝土刚性基础低。
3 塔基的处理
1、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等塔基。对高饱和度的粉土与黏性土等塔基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。
2、当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对塔基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱塔基。提高塔基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
3、砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等塔基，提高塔基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化塔基。砂石桩主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大，从而使塔基的承载能力提高，压缩性降低。
4、振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等塔基。振冲法是利用振冲器冲水振动，将土体中泥粒用压力水带走，形成振冲孔，并在振动冲水过程中填以砂、石等材料，借振冲器的振动冲击，将填料振密成桩与原有塔基形成复合塔基。以提高塔基承载力，增加塔基稳定性。
4 小结
输电线路铁塔基础型式的设计与优化对于整个输电线路的安全运行起着至关重要的作用，通过对不同的水文地质条件做深入详尽的了解，确定了合适的基础型式可以大大降低工程本体投资，并为输电线路安全可靠地运行提供有力保证。此外，塔基的设计施工，也需要严把技术关，规范化、科学化，因时制宜、因地制宜地处理实际工程中的各种问题，从而保证施工效果。
参考文献
[1] 陈策. 输电线路塔基存在问题的原因分析， 中小企业管理与科技， 30期， 240.
[2] 王敏飞. 输电线路的基础选型及优化， 经营管理者20第18期， 138-141.
山区10KV架空线路防雷的探讨 篇6
【关键词】架空线路；线路防雷；避雷针；脱扣式避雷器
1.雷电的形成及危害
1.1雷电产生的原因
雷电产生的原因较多，现象也比较复杂，大气中的水蒸气和地面的湿气受热上升，在空中不同冷热气团相遇，凝结成水滴或冰晶，形成积云，积云运动，使电荷发生分离，亦即在上下气流的强烈摩擦和撞击下，形成带正负电荷的积云，也称雷云。当雷云中的电荷数量积聚到足够数量时，电场强度达到25KV-30KV/cm，就会使正、负雷云之间或雷云与大地之间的空气绝缘击穿，而发出先导放电，当先导放电到达另一雷云或大地时，产生强烈的“中和”作用，出现强大的电流值可达数十至数百千安，该电流称为雷电流，这一过程称为主放电过程。
1.2雷电造成的危害
架空线路受到直接雷击或线路附近落雷时，导线上会因电磁感应而产生过电压，即大气过电压(外过电压)。这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上，使线路绝缘遭受破坏而引起导线烧断、输配电线路跳闸和避雷器爆裂、瓷瓶击穿等事故，甚至会因为线路遭雷击造成变电站设备烧毁等事故，不仅影响设备的安全运行，而且极大地影响了日常生产、造成了较大的经济损失。由于雨天山路交通不便，事故发生后，进行雷击点的查找更换工作极其困难，延长了停电时间，严重影响油田采油生产。
2.雷电灾害现状及原因分析
2.1雷电灾害现状
根据变电站及线路停电事故记录统计，长庆油田采油三厂油区10KV线路因雷击引起的停电事故几乎占该油区供电系统全年线路事故3/5之多，有时一条线路在一天内因雷击发生的避雷器爆裂，断线等事故多至2-3次。
2.2雷电灾害原因分析
2.2.1地域特征
长庆油田采油三厂油区地处陕西延安、榆林境内，属黄土高原梁状丘陵沟壑区，海拔在1233——1809米之间，高山大岭约占全部土地80％，沟壑纵横，年平均雷暴日为30.5天，雷电活动比较频繁。
为了详细了解该区域雷电频繁性，我们对雷电活动最为频繁的七、八、九月份该油区某变电站35KVⅡ段避雷器动作次数记录进行了统计：
表1：某变电站35KVⅡ段避雷器动作次数记录表
从7月26日至9月3日，一个多月的时间里，避雷器A、B、C三相动作次数总计达51次，尤其在7月26日和9月初，雷击次数达到顶峰，充分证明了该区域雷电活动的频繁性。
2.2.2线路特征
经我们对该油区供电系统管辖线路的集中分析，总结出了易遭雷击杆塔特点：
1）所辖10KV架空线路，根据油井分布架设，约85％电杆均在大山顶上，暴露在自然之中，极易受到雷电影响和损害，极易遭遇雷击。
2）线路无防雷措施，当遭到雷击时，只能靠变压器避雷器泄雷。
3）变压器避雷器为无间隙氧化锌避雷器，当雷击造成避雷器击穿后，故障点无法迅速找到，延长停电时间。
4）变压器接地电阻达不到标准要求。
3.防雷措施
为了有效的降低雷击对线路造成的危害，根据长庆油田采油三厂油区供电的实际情况，目前较为普遍的防雷措施有：
3.1杆塔安装简易避雷针
当雷击线路时，主要泄雷途径是10KV线路上井场变压器上方的避雷器，线路运行人员经过详细的勘查，将历年遭受过雷击的主要井场和杆塔进行分析，发现多数杆塔所处地域海拔较高，在这些杆塔上安装避雷针，起到泄雷作用。如图1所示：将杆顶支架的抱箍加长，加长端焊接金属棒作为避雷针，安装在线路电杆上，起到引雷泄雷作用。
图1：杆塔安装避雷针示意图
但这种方法也存在缺陷，雷电必须击到此点时才起作用，否则收效较低，同时，当避雷针受雷击时，会在接地电阻和避雷针本身的电感上产生电压降，并可能幅值很大，造成对所保护对象的反击。因此，这种避雷方式并不是十分理想，没有得到推广。
3.2降低避雷器及避雷器接地电阻
10KV配电线路变压器和避雷器的接地电阻与耐雷水平成反比，降低接地电阻是提高线路耐雷水平，以防止反击的最经济、有效的手段措施，经线路运行人员对该油区10KV变压器逐台进行接地電阻测量，发现大多数接地电阻不符合标准：（一般配电变压器容量大于100KVA，则要求接地电阻小于4Ω，配电变压器容量小于100KVA，要求接地电阻小于10Ω；接地极埋设深度应为0.6米），究其原因为：
3.2.1施工队伍不按标准施工，接地体埋设数量不够，埋设深度达不到60公分，接地极水平距离达不到5米。
3.2.2由于该区域因干旱，土壤的接地电阻率高，介质保水性不好，接地极不能及时将雷电流有效泄放，土壤和接地体之间没有建立起有效的沟通，有效接触面积不足。
对于上述情况，线路运行人员对接地电阻不合格的变压器避雷器接地网采取了增加接地极数量，增加接地埋设深度和接地体水平距离等措施，取得了较好的成效。对于采取这些措施仍然无法改善接地电阻的情况，运行人员采用了长效复合降阻剂。
降阻剂本身的电阻率应很低，把降阻剂包在接地体周围，相当于把接地体尺寸增大，并增大了接地体与土壤的接触面积，减少了接地体与土壤之间的接触电阻，且具有吸潮性，保持接地体附近土壤的潮湿性，对土壤电阻率较高的杆塔降低接地电阻起到了很好的作用。
3.3使用带脱扣器复合外套氧化锌避雷器
随着送电线路防雷技术的不断提高，带脱扣器复合外套氧化锌避雷器作为一种新的线路防雷技术，已得到越来越广泛的认可和应用。在雷电活动频繁、土壤电阻率高、地形复杂的地区安装带脱扣器复合外套氧化锌避雷器，无论在防止雷击导线、雷击杆塔或地线时的反击都非常有效。带脱扣器复合外套氧化锌避雷器配有专用的绝缘托板，脱离器上螺栓直接与避雷器底部相连，脱离器的下螺栓连接地线，当避雷器遭受雷击后发生故障损坏时，工频短路电流使脱扣器动作，脱离器接地段自动脱开，使故障的避雷器与系统脱离，不会造成线路故障接地或者相间短路造成停电。如图2所示：
图2：带脱扣器复合外套氧化锌避雷器安装示意图
使用带脱扣器复合外套氧化锌避雷器可以有效防止雷击对线路和变压器造成的危害，脱扣器在遭受雷击后和避雷器脱离，消除了线路接地现象，但故障长时间不被发现，当线路再次遭雷击时，容易造成变压器，断路器等设备的损坏，这就要运行人员加强对雷区避雷器的巡检，以免造成设备损坏。
4.结束语
防雷工作对于山区10KV架空线路来说是最重要的一项工作，坚持不懈地做好防雷设施运行维护工作是维护工业生产和生活用电的基本保障，为防止和减少雷害故障，我们要全面考虑山区10KV高压线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压线路运行经验以及系统运行方式等，尽可能选取最合理的的防雷措施，提高10KV高压线路的耐雷水平，将雷害带来的损失降低到最低限度。
【参考文献】
［１］黄纯华,刘维仲.工厂供电.天津大学出版社,2000.1.
架空输电线路防雷措施的研究 篇7
江西省地处亚热带湿润季风气候区, 雨量充沛, 雷暴活动频繁, 属于高雷区、强雷区, 雷击灾害十分严重。有些地方多雷地区线路雷击跳闸次数可以占到总跳闸次数的40~70%[1], 极大地影响了居民的日常生活和工业用电。因此梳理分析雷害的种类和原因, 提出可操作的防护措施, 最大限度地减少雷害造成的损失, 就显得尤为必要。
1 雷击过电压的种类及雷击危害
根据过电压形成的物理过程, 在500千伏输电线路上产生的雷击过电压可以分为两个不同的概念。一种是直击雷过电压, 分为反击和绕击两种情况。长期的运行经验表明, 超高压输电线路跳闸主要不是反击, 而大部分是绕击引起的。尤其是在地形相对复杂的山区, 发生绕击的概率与平原地区相比远远高于反击。另一种是感应雷过电压, 雷电击中线路附近的地面, 由电磁感应引起导线上的过电压, 幅值一般在300~400千伏左右。
雷电对输电线路危害最大的是直击雷过电压, 因为它的峰值很高, 可达上百万伏破坏性很强, 在输电线路上极其容易可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿, 击断导、地线造成跳闸停电事故, 更有甚者造成人身伤亡事故。
2 防雷措施的研究
对输电线路开展防雷治理时, 首先应对线路电压等级、杆塔塔型、所处雷区等级、典型地形、接地电阻等参数进行综合分析, 在此基础上为线路设置保护措施防止雷电波的入侵, 从源头上降低累计跳闸率。
2.1 装设避雷线或耦合地线
避雷线就是我们平时所说的架空地线, 架设在导线上方, 110千伏及以上电压等级的输电线路都应全架设避雷线, 保护整条线路免遭雷击, 最主要是防止雷电直击导线, 分流雷电流, 还有对导线起屏蔽和耦合作用。架空线路装设避雷线后, 雷电流可沿避雷线顺着杆塔经接地引下线进入大地, 从而保护线路不受雷电侵害。通常来说, 线路电压等级越高, 采用避雷线的效果就越好。500千伏及以上输电线路都架设双避雷线, 而且输电线路离地面越高, 保护角就得越小。对于已经装设了避雷线的线路, 还可以在导线的下方再增加一条架空地线, 称为耦合地线[3]。
2.2 降低杆塔接地电阻
接地电阻值的大小是影响杆顶电位的关键性因素。接地电阻越小, 一旦遭遇雷击, 雷击时杆顶电位就越低, 对线路造成的过电压也就会随之越小, 反之则反。随着输电线路运行年限的增加, 接地网容易出现老化腐蚀等现象, 造成接地电阻阻值超过设计值。所以, 架空输电线路要按计划开展接地电阻检测, 对不合格的予以及时改造。一般来说, 常用的降低接地电阻的方法主要有以下六种: (1) 延长或增加接地射线; (2) 增加人工接地体; (3) 集中接地法; (4) 换土法; (5) 化学处理; (6) 深埋接地体法。
2.3 提高架空线路耐雷水平
绝缘性能的好坏, 直接决定线路的绝缘水平。因此在满足线路正常运行和内过电压要求的前提下, 要充分考虑加强线路绝缘, 使线路始终满足架空输电线路运行规程的要求。一般而言, 主要措施有以下四种: (1) 在充分降低接地电阻的前提下, 个别高杆塔增加绝缘子; (2) 把普通绝缘子换成爬电比距更大的绝缘子; (3) 定期对绝缘子进行检测, 及时更换低值、零值和破损等不合格的绝缘子; (4) 初设时增加预算, 新建线路提高设计标准。
2.4 安装负角保护针
负角保护针适用于220千伏及以上输电线路, 110千伏线路不适合安装负角保护针。架空线路装设负角保护针后, 就是想利用传统避雷针的引雷原理, 将部分可能绕击导线的雷电流通过负角保护针引至杆塔成为反击雷, 一句话就是“引绕击为反击”。安装负角保护针的杆塔必须保持较小的接地电阻, 并且接地导通良好。
2.5 安装可控放电避雷针
江西500千伏线路应用的可控放电避雷针, 主要由针头、储能控制装置、引下导体及接地四个部分组成。该可控放电避雷针通过动态环和储能装置控制针头电场, 使它能够在雷闪发生前产生向上的先导, 从而引发上行雷闪, 由于上行雷闪雷电流幅值小, 平均小于7千安, 陡度低而且不绕击, 故该可控放电避雷针可有效降低雷电绕击概率, 应用前景广泛, 具有极高的推广价值意义。
2.6 安装线路避雷器[4]
线路避雷器通常与绝缘子串并联安装。当出现不正常电压时, 避雷器将发生动作, 起到有效保护输电线路的作用。当线路在正常工作电压下运行时, 避雷器不会产生任何作用。一旦发生雷击, 绝缘子串两端的过电压首先超过避雷器的导通电压, 避雷器就会动作, 动作后使一部分雷电流经避雷器流入导线, 使绝缘子串两端电压得到有效的控制, 从而大大减少绝缘子串闪络的可能性。当过电压消失后, 避雷器迅速恢复原状, 使线路恢复正常工作。
3 防雷工作的建议
(1) 雷电危害一方面与雷电活动密切相关, 另一方面与塔型、地形、绝缘配置和设备等多种因素有关。因此, 防雷工作应认真调查研究, 做好地理、气象、运行情况等数据的统计分析, 分析受雷击的主要原因, 因地制宜采取综合防雷措施。
(2) 任何防雷措施都不能彻底地解决雷害问题, 要提高防雷认识, 多分析多总结, 密切和相关科研单位的合作, 及时改进现有防雷的措施。
(3) 对线路历年雷击资料以及各种防雷措施投运后的实际效果进行统计, 建立一整套完整详实的防雷台账, 为防雷决策提供有力的数据支撑。
4 结束语
雷电活动具有很强的分散性, 活动规律也比较复杂, 对线路造成的危害不可能完全消除和避免。对此, 运维单位首先要积极介入参与对线路的设计, 尽可能从设计源头上采取有效措施降低线路雷击跳闸率。再者要改进架空线路防雷整治思路, 加大对输电线路防雷的投入, 结合线路段的实际积极开展差异化防雷工作。最后必不可少的一环是加大输电线路的运维力度, 加强对雷电活动的监测和预防, 做好线路防雷的大修和技改工作, 提高输电线路的健康水平, 降低其雷击跳闸率。
摘要：近年来江西省电网发展比较迅速, 500千伏输电线路已由2005年的5回总长551公里, 发展为如今的52回总长近4000公里。由于线路里程的扩张, 线路走廊日趋紧张, 很多输电线路走廊跨越崇山峻岭和雷击多发区, 极易受到雷害的侵袭。为此, 分析雷击过电压的种类以及雷击危害, 根据历年来江西超高压防雷整治的经验, 提出了一些行之有效的防雷措施。
关键词：输电线路,雷击跳闸,防雷措施
参考文献
[1]吴伟智.架空输电线路的防雷措施[J].电气时空, 2009.
[2]曾昭桂.输配电线路运行和检修[M].中国电力出版社, 2007.
[3]王有才.架空输电线路雷击事故的预防及控制[J].科技信息.
架空输电线路防雷分析 篇8
关键词：架空输电线路,过电压,避雷器
0 引言
雷电放电是雷云对大地、雷云之间或雷云内部的放电现象。在地球上, 平均每天约发生800万次雷击。对电力系统而言, 雷击成为引起线路跳闸故障的主要原因之一, 严重影响到输电线路的运行安全。
1 雷电及其主要参数
1.1 雷电概述
雷电放电通道主要是线状的, 有时在云层中能见到片状雷电, 个别极为罕见的情况下会出现球状雷电。雷云与地之间的线状雷电可能从雷云向下开始, 叫下行雷。下行雷又可分为正下行雷与负下行雷。最常见的是带负电的雷云向下放电即线状的负下行雷。雷云中电荷密集处的电场强度达到2 500~3 000kV/km时, 将首先出现向下发展的放电, 这种放电称为先导放电。先导每极发展的速度约为107 m/s, 延续时间约为1μs, 总的平均速度为 (1~8) ×105 m/s。
雷电发生时, 雷电的先导会靠近地面, 对地面上相对比较突出的物体释放电能, 这种情况称为迎面先导。雷电在这个阶段一般有多个迎面先导, 如果其中一个刚好与另外一个迎面先导汇合, 剧烈的中和现象就会发生。中和现象产生的电流很大, 可达到几十或几百千安。中和现象也会导致雷鸣和闪电的发生。这个过程成为雷电过程的主放电阶段, 主放电阶段存续的时间很短, 大概在50~100μs。在雷电的发展过程中, 天空中会出现多个雷电中心区域。当其中一个中心区域放电结束后, 其他的雷电中心也会相继发生放电过程。所以, 我们见到的雷电通常都是连续的, 间隔一定的时间就会发生一次, 这个时间平均在60ms左右, 一般会发生2~3次, 最多的也可能达到30次以上。
1.2 雷电主要参数
1.2.1 雷电波形
人们观测到的雷云对地放电的电流波形一般是单极性的脉冲波, 也有少数的波形是负脉冲。这种脉冲波具有重复性的特点。雷云对地的放电过程一般包括3个阶段:先导放电阶段、主放电阶段和后续放电阶段。雷电流波形如图1所示, 典型的雷电流波形通常用双指数来描述。
1.2.2 主放电通道的波阻抗
在计算雷电主放电通道波阻抗的时候, 要考虑到雷电放电通道电流的影响。主放电通道雷电流越大, 则主放电通道的波阻抗越小。波阻抗的变化范围一般在300~3 000Ω。在实际的雷云对地放电过程中, 主放电就是通过具有一定波阻抗的先导放电通道发生。
1.2.3 重复放电次数
每一个单独的雷云, 经常由多个电荷密集区域构成。在每一次雷云的放电过程中, 电荷密集区会影响到雷云放电脉冲的数量, 会形成多场放电过程, 这种现象被称为重复放电。相关数据显示, 在5 000次雷电过程中, 重复放电的次数一般为3~4次, 也有达到40次的。重复放电的间隔时间一般在30~50ms, 最短的是15ms, 最长的可以达到700ms。
2 架空输电线路上的雷击过电压
架空输电线路中常见的过电压有以下2种: (1) 架空线路上的感应过电压, 即雷击发生在架空线路的附近, 通过电磁感应在输电线路上产生的过电压; (2) 直击雷过电压, 即雷电直接打在避雷线或是导线上时产生的过电压。雷击输电线路的过电压原理如图2所示。
在雷云形成的感应雷对三相交流架空输电线路附近的大地进行放电时, 在输电线上会出现数值很大的雷击感应过电压。雷击感应过电压的产生会经历如下几个阶段:在雷云对地放电的先导阶段, 空间中沿着放电通道会聚集大量的电荷, 这样在高压输电线上就会发生静电感应现象。这时, 输电线上会出现与先导放电通道附近聚集的电荷极性相反的正电荷。而由于电荷的排斥作用, 输电线上的负电荷会被排斥到输电线的另外一端。雷云放电的先导阶段需要较长的时间, 这个阶段输电线中的电流很小。因为电力系统中中性点的设置和泄露电阻的影响, 如果不考虑额定电压, 输电线路上的电位为0。根据上述说明可知, 假设雷云先导放电通道附近的电荷电场在输电线上感应出的电位是-U, 那么输电线上的自身电荷电场必然在输电线上获得+U的电位。这样, 2部分电位大小相等, 极性相反, 在输电线上的任意点上进行叠加。所以, 在雷云放电的先导阶段, 输电线上的电位为0。
雷云放电的主放电阶段发生在雷击大地之后, 在先导阶段聚集的空间电荷被释放掉。因为先导放电阶段的电荷不可能全部被瞬间释放, 输电线上产生的感应电荷也不可能立即转换成自由电荷。输电线上此时的电位主要由刚被释放的电荷所决定, 大小为+U。输电线上电荷随着雷电主放电的推进被逐渐释放。此时的输电线路上的静电感应过电压也要相应减小。根据电荷在输电线上对称流动的原理, 释放的束缚电荷会沿着输电线向两端运动。电荷的运动产生的电流与输电线的波阻抗会形成感应过电压。如果主放电过程被瞬时完成, 产生的电流会很大, 在输电线路周围会产生极强的时变电磁场, 从而导致极大瞬时高压的产生。当然因为能量很难被瞬间释放, 所以这种情况出现的可能性很小。
3 架空输电线路的防雷措施
输电线路防雷第一道防线是通过采用避雷线、避雷针或者将输电线改成电力电缆的方法避免输电线受到直击雷的影响;第二道防线是通过提高输电线路的抗雷击水平或输电线路绝缘等措施减少或消除雷电击中输电杆塔顶部或避雷线上是产生的闪络现象;第三道防线是通过降低输电线路上绝缘的工频电场强度的方法抑制输电线路绝缘闪络转化成拉弧的可能性, 进而降低雷击输电线的跳闸率, 也可以采用中性点不直接接地的方法进行削弱;第四道防线是通过环网供电方式并装设自动重合闸的方法使电力系统供电得以持续, 提高供电可靠性。
3.1 塔顶斜拉线和耦合地线防雷
如果输电线路杆塔的机械强度能够承受, 可以在输电线路的下方架设耦合地线, 以降低输电线路绝缘子上的电压强度, 进而增加输电线路抗雷云放电的能力。耦合地线会使杆塔分担雷电流的能力增强, 从而可降低杆塔顶部的电位, 也可减小输电线上的感应电压。在地形复杂的地方, 还可以起到防绕击雷的作用。
在杆塔顶部架设斜拉线的方式也可以在一定程度上提高输电线路的防雷水平。跟耦合地线的作用相似, 斜拉线也可以起到耦合和分担雷电流的作用。在地势平坦的地方也可以在一定程度上防雷电绕击。
3.2 线路避雷器防雷
避雷器在实践中应用较广泛, 其原理主要是通过避雷器本体的非线性的伏秒特性曲线防雷。在雷电冲击到来时, 避雷器被导通, 雷电流和过电压能量大部分都可以通过避雷器向大地泄放, 也可以通过与输电线路绝缘子的绝缘配合限制雷电过电压水平, 起到保护输电线路设备的作用。
4 结语
总之, 设计架空输电线路时, 应充分关注防雷保护的重要性, 特别是对耐张塔和转角塔也要专门研究、精心设计, 务必使其具有较少的保护角。对于山区, 因地形影响 (山坡、峡谷) , 避雷线宜采用负保护角, 或者架设耦合地线、装设线路避雷器等。
参考文献
基于架空输电线路的防雷措施探讨 篇9
关键词：架空输电线路,检测绝缘子,雷击跳闸,预防措施
经济的不断发展对于电力的需求和安全的要求也越来越高, 那么对于架空输电线路的可靠性要求也越来越高, 同样的, 在电网的日益发展的过程中, 雷击跳闸事故同时发生所殃及的范围也越来越广。根据调查显示, 在我们的电网运行过程中, 由于雷击事故的发生而导致的故障和灾害的发生占所有故障原因的一半以上, 尤其是在那些地形条件复杂的地区, 发生雷击事故的概率更高, 所带来的损失更大。下面本文将通过对防雷及措施的具体分析, 来对架空输电线路的防雷措施进行阐述。
1架空输电线路的防雷以及有效措施的概述
雷电的影响在影响电力系统的运行的因素中占有较大的比重, 给电力系统的正常运行带来了很多麻烦, 并且造成了相当大的损失。虽然很多的发达国家和我国在雷电防护这一方面有一定的科学研究, 并取得了相应的成果, 但是这种理念和具体的技术也只是在科研这一层面达到运用和共识, 在具体的操作过程中却并没有高效的运用;更有甚者, 现在很多高校相关专业的教科书并没有具体提到这一课题的研究, 有关这一方面的论文也比较少, 即便是有也只是一些传统的落后的观点不断的重复。在实际的运用过程中, 雷击防护这一理念并没有得到广泛的关注和运用。
2架空电路的雷击分析
(一) 雷击过电压的种类
雷击过电压的种类主要包括两种:一是感应雷过电压, 二是直击雷过电压。直击雷过电压是由于雷直接击中电线和杆塔所引起的。由于雷直接击中杆塔的电压较大, 通常是通过杆塔的绝缘子串的雷电冲击波来放大电压值, 这样引发的跳闸, 其导致的事故发生率是很高的。直击雷过电压分为三种情况:一是, 雷直接击中塔顶;二是, 直击雷击中杆塔之间的距离;三是, 雷电绕过避雷线击中导线。
感应雷过电压, 大多数的雷云都带有负电荷, 有些架空输电线附近有雷云时, 由于静电的原因, 导线上靠近雷云的一端就会聚集大量的正电荷, 如果此时雷云在输电线路附近放电, 导线就会由于输电感应而聚集, 从而形成感应性的雷过电压。
(二) 直击、绕击、反击
(1) 直击和反击
直击和反击的现象和原因大体相同。所谓的直击就是雷直接击中塔顶、导线或者是避雷线的中央;所谓的反击是指过高的接地电阻造成的塔。顶电压的大幅度的上升。雷电的直击和反击一般电流较大。
(2) 绕击
绕击现象与直击和反击现象不同, 它也是引起雷击跳闸事故的主要原因, 就是雷电绕过避雷线击中导线的现象。
虽然得到了普遍的重视, 但是雷电对架空输电线路所造成的伤害并没有得到根本的解决。随着全球变暖这一趋势的发展, 输电线路所面临的日晒、暴露次数和强度也在不断的提高, 并且随着社会对电量需求的加大, 架空输电线路的长度也在不断的加大。那么, 对于架空输电线路在运行过程中所遇到的雷击伤害, 具体分析各种情况, "对症用药", 在信息化、现代化的今日意义十分重大。
3具体措施
(一) 避雷线的架设
避雷线的架设是对输电线路防护雷击的最基本、最为广泛的措施, 其主要的作用就是避免雷直接击中电线, 同时还有一些具体的作用:第一, 对电流进行分流, 这样就可以减少经过杆塔的电流, 从而降低危害发生的几率。第二, 通过耦合作用可以减少电压。第三, 如此一来便屏蔽了导线, 减少了导线上的电压。
在架设避雷线的过程中要尽量减小导线保护角的角度, 特别是高压线路, 架设避雷线角度要更小, 应该控制在15度。这一方法造价也较低。
(二) 避雷针的安置
安置避雷针是都架空输电线路防控最为常见的一个措施, 但是经验表明这一方法是不能够很好地进行防护的, 也就是说不能对避雷针所屏蔽的保护区进行防护。避雷针具有引电的作用, 所以当雷电被引导到避雷针上时, 电流归流过大地, 就会在大地周围形成磁场而产生电压, 这种电压与雷电流的大小是正相关关系, 与雷击的距离成反相关关系, 而被屏蔽的的装置对其就有干扰作用, 从而不能达到屏蔽效果。
(三) 对线路绝缘的加强
也就是在高塔杆上增加绝缘子串。由于地理条件的差异, 在一些地区, 塔杆之间的跨度较大, 这在无形当中就加大了塔杆落雷的机会。在雷击时, 电位高电压大, 受绕击的概率大。在高塔杆上增加绝缘子串, 加强线路的绝缘可以有效地进行防护。
(四) 差绝缘方式的采用
这种方法适用于不接地或者小弧度的接地系统, 并且呈现三角形的排列。所谓的差绝缘, 就是指在同一杆塔上的三相绝缘有差异, 下面两相较之上面的一相分别多一片绝缘子, 当遭遇雷击时, 较弱的先被击穿, 电雷经过大地就避免了闪络。
4结语
如今, 由于雷电防控不到位而引发的跳闸和事故的频繁发生, 给经济社会的发展带来了很多的不便, 所以, 对于架空输电线路的防雷措施的研究和运用是非常必要的。本文通过对架空输电线路的特殊性以及雷击现象的种类和原因的简单介绍提出了架空输电线路雷击防护的几条有效的措施。综上所述, 对于架空输电线路的防护工作要因地制宜, 要根据不同地理条件、设备差异和天气情况, 通过具体分析采取有效的防控手段, 必要的时候要综合运用多种防护措施。
参考文献
[1]胡树彬, 梁伟放.基于架空输电线路的防雷措施探讨[J].中国新技术新产品, 2015 (01) :183.
[2]陆树桂.浅谈架空输电线路的防雷措施探讨[J].科技创新与应用, 2014 (33) :160.
架空输电线路防雷措施研究 篇10
关键词：架空输电线路,防雷保护措施
0 引 言
为提高线路耐雷水平和降低雷击跳闸率为目的,国内外的电力专家开展了大量的输电线路防雷研究和措施改造工作。架空输电线路遭到雷击的事故发生通常要经过四个阶段:线路遭到雷击;线路发生闪络;线路由于发生冲击闪络建立起稳定的工频电弧;电力系统供电中断。针对雷害事故发生的这四个阶段,目前的防雷技术可以大致分成四类,即防雷电直击导线技术;防闪络技术;防建弧技术;防停电技术。
1 输电线路防雷的常用措施
1.1 降低杆塔电阻
根据杆塔所在地区土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻是提高线路耐雷水平非常经济且有效的手段。降低杆塔接地电阻主要方法有以下几种。
(1) 充分利用架空线路的自然接地
在实际接地工程中,充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物以及上、下水金属管道等自然接地体,是减小接地电阻、节约钢材以及达到降低接地电位的有效措施。
(2) 外引接地装置
如杆塔所在的地方和有水平敷设的地方,要设置水平接地体[1]。因为水平敷设施工费用低,不但可以降低工频接地电阻,还可以有效地降低冲击接地电阻,起到有效的防雷作用[2]。对输电线路杆塔的接地装置,其外延长度(射线长度的最大限度)如下表1所示。
(3) 深埋式接地极
如地下较深处的土壤电阻率较低,可用竖井式或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意以下几点:选在地下水位较丰富及地下水位较高的地方;杆塔附近如有金属矿体,可将接地体插入矿体上,利用矿体来延长或扩大接地体的几何尺寸;利用山岩的裂缝,插入接地极并灌入降阻剂;填充电阻率较低的物质。
(4) 改善土壤电阻率
接地体的接地电阻与土壤电阻率密切相关,鉴于以上原因,可以采用改善接地体周围土壤电阻率的方法,以降低接地电阻。主要方法有:
换土法 使用电阻率ρ较低的土壤来置换掉电阻率较高的土壤。这种方法虽然有效,但工程量太大,造价较高。置换材料的特性应保证电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水份、无强烈腐蚀作用,并且施工方便和经济合理。
使用降阻剂 实践证明,在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂,对降低杆塔的接地电阻效果很明显,但需要定期更换以便保持其降阻作用;
铺设水下接地装置。若杆塔附近有水源,利用这些水源布置接地极,可以收到很好的效果。若受地形和地势等因素的限制把工频接地电阻降到合格(10 Ω)以内较困难时,可以考虑采用6～8根长为80 m的水平射线的方法来降低冲击接地电阻。
1.2 输电线路全线架设避雷线
对于处于山区、草原、高原等土壤电阻率高的地区,架空输电线路的雷击绕击率非常高。为此建议35 kV以上电压等级的架空输电线路全线架设双避雷线。35 kV线路全线架设避雷线之后,其造价必然会有所增加,但增加有限,而引雷效果的作用非常明显。若按全线架设避雷线设计,除增加作为避雷线的钢绞线外,原不架设避雷线部分线路的杆塔需增加避雷线吊架,30%～50%的杆塔需加高3 m,相应的拉线、拉线基础及接地工程也将增加部分费用,这样线路的单位造价将在原有的基础上增加5%～10%左右,可见全线架设避雷线之后,增加的投资有限。
1.3 加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点
定期检测零值劣质绝缘子,检测可用目测法和红外测温法,检测出劣质绝缘子并及时更换,也可参照输电线路定期检修的办法对输电线路实行轮换,对输电线路加强运行管理,及时消除绝缘弱点,提高输电线路的绝缘水平。实践证明:加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点对提高输电线路的耐雷水平作用非常明显;及时清理输电线路下的树木和违章建筑,防止在雷雨天气线路下的杂物引起输电线路短路接地故障;要有防止车辆撞线路杆塔的措施,防止外力破坏,特别是要对同塔多回重点加强保护。
1.4 采用不平衡绝缘方式
为了节省走廊用地,在现代超高压和特高压输电线路中,采用同杆塔架设多回线路的情况日益增多。为了避免线路落雷时多回路同时闪络跳闸而造成完全停电的严重情况,在采用通常的防雷措施仍无法满足要求时,可采用不平衡绝缘的方案。即使某一回路的三相绝缘子片数少于另一回路的三相绝缘子片数,这样在雷击线路时,绝缘水平较低的那一回路将先发生冲击闪络。闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平。采用不平衡绝缘的方案由于使其中一回路导线将先发生冲击闪络,影响了电网的供电可靠性因而在输电线路中很少采用。
1.5 装设自动重合闸方式
我国110 kV及以上线路的重合闸成功率高达75%～95%,可见提高自动重合闸的投运率,是提高输电线路耐雷水平,减少雷击跳闸率,提高供电可靠性,保证电网安全的有效措施。
在实际设计中,在山区、草原、高原等多雷地区,为提高输电线路耐雷水平,减少雷击跳闸率还可以在常用措施的基础上架设耦合地线,采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻,安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置中装线路避雷器、加侧向避雷针以及可控避雷针等措施。这些措施在我国电网的实际工程中都得到了应用。但是在具体应用时,应综合考虑,多次试验。
2 输电线路防雷的综合措施
2.1 架设耦合地线
在架空输电线路下方架设一条耦合地线是在雷害事故多发区提高线路反击耐雷水平降低反击跳闸率的一种新型的防雷技术。对老旧和运行效果不好的线路,可以根据地形和地貌状况加装耦合地线,提高耦合系数[3,4],原理如式1所示:
式中,U′d为增设耦合底线导线上的感应电压(kV); Ud为导线上的感应电压(kV); Ub为避雷线上的感应电压(kV);UO为耦合地线上的感应电压(kV);I为雷电流幅值(kA); hd为线路导线对地平均高度(m);S为雷击点距线路距离(m);K为导线与避雷线及架空耦合地线之间的耦合系数。
耦合地线是具有分流作用和增大导线与地线之间的耦合系数,减小等值波阻抗,降低绝缘子串电位的作用;耦合地线增大了雷击杆塔雷电流的分流作用,使塔顶电位降低;耦合地线可以提高杆线处的“地”电位面,导线所处大气场等电位面相应降低,使杆塔有效高度相应减小,从而在雷击塔顶时导线上感应电压分量减小,相当于杆塔本身电感量减少,提高耐雷水平降低跳闸率。运行经验表明,安装耦合地线是降低线路雷击跳闸率的重要措施。
以110ZSG杆塔为例,杆塔接地电阻15 Ω,绝缘子串50%击穿电压设为700 kV。计算得到的不同杆冲击塔接地电阻Rch对应的线路耐雷水平I如图3所示,图中H为耦合地线在杆塔上的悬挂点高度。耦合地线高度变化时,相应的提高线路耐雷水平的效果也不一样,悬挂高度为18 m和15 m时对应的提高线路耐雷水平的效果最佳,即使杆塔冲击接地电阻达40 Ω,线路的耐雷水平仍达40 kA。可见,采用耦合地线对提高线路的耐雷水平效果明显,且免维护。因此在局部高土壤电阻率地区,可以采用加装耦合地线的方法来提高线路的耐雷水平。
2.2 采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻
在山区、草原、高原等多雷区,雷电活动十分频繁,土壤电阻率一般较高,经常发生雷电绕击和反击,采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻,是架空输电线路防雷保护的有效措施。负角保护针的安装在一定程度上能够降低线路的雷击跳闸率。然而,负角保护针不同的安装方式对应的防绕击效果不同。利用装针后线路绕击和反击跳闸率的计算方法,结合图1的计算参数,分析了总跳闸率与不同雷电流下负角保护针的安装位置、安装角度和安装长度的关系,结果如图2、图3、图4所示[5]。
(1) 安装位置的影响
图2表明,负角保护针长为3 m,安装角度为0°时,安装在导线横担支架处比安装在避雷线横担支架处的防雷效果相对好一些。当地面倾角小于20°时,防雷效果间的差异并不明显。
(2) 安装角度的影响
由图3表明,负角保护针长为3 m,安装在导线横担支架处时,安装角度为0°和30°的防雷效果很相近,但效果仍然是安装角度为0°时的图3杆塔参数防雷效果最好。
由此可知,对于单回线路杆塔,负角保护针宜安装在导线横担处,安装角度为0°(即水平放置),长度取2 m～3 m之间;按此种安装方式,当接地电阻为20 Ω时,负角保护针将总跳闸率降低5%左右。
2.3 安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置
2002年,日本的M.Tsukima,McBride等人通过实验证明了气流能够直接驱动电弧运动,并且气吹灭弧对提高微型断路器MCB的开断性能具有积极作用[6,7]。在架空输电线路上安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置,能够在线路发生雷击闪络时有效地保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,在疏导雷电能量后能够迅速切断工频续流电弧,实现既可以限制绝缘子的外部过电压又可以避免断路器频繁跳闸的功能。
喷射气流灭弧防雷间隙装置硬件结构如图5所示。喷射气流灭弧防雷间隙装置包括高压侧连接体、接地连接体、喷射气流灭弧器、信号采集装置、高压电极、接地电极等部件,高压侧连接体与接地连接体分别连接到对应的电极上,对应的电极之间形成的电极间隙距离可以调整以适应不同的电压等级。整个装置通过高压侧连接体、接地连接体与绝缘子串并列地悬挂在一起。
实际应用中,当线路正常运行时,两电极之间电位差等于单相对地电压,未达到气隙的临界击穿电压,两电极之间没有电弧,无法启动气体发生器。当雷电击中杆塔或导线时,强大的雷电过电压以波的形式通过导线传到线路绝缘子串处,由于该防雷间隙装置的绝缘强度低于被保护线路的绝缘水平,防雷保护间隙首先被击穿,将大量雷电流泄入大地,使过电压大幅度下降,从而起到保护线路和电气设备的作用。雷电流持续时间非常短(国际标准给出的雷电波最长时间仅为2 ms),幅值非常高,可以启动气体发生器,在很短的时间内(40 ms)产生大量喷射气体并形成强气流,迅速熄灭工频续流电弧并抑制电弧重燃,避免了断路器的频繁跳闸。
广西大学电气工程学院的王巨丰、黄维、曲振旭等人利用实验的方法模拟了35 kV线路绝缘子串发生雷击闪络后,强气流灭弧防雷保护间隙迅速启动灭弧装置,并在4 ms内熄灭工频续流电弧的过程。实验认为:在气体发生装置启动后,高速气流对间隙间的工频电弧产生强烈的冲击,电弧被迅速拉长脱离间隙下电极至熄灭;从高速气流产生至电弧熄灭的整个过程持续40帧,历时约为4 ms;在强气流的多重灭弧效应共同作用下,间隙间的电弧能够在很短的时间内被熄灭[8]。
2.4 安装线路避雷器
(1) 线路避雷器提高线路耐雷水平的技术原理:
将线路避雷器与绝缘子串并联安装,当雷电绕击线路或雷击杆塔将在绝缘子串两端产生的过电压超过避雷器动作电压时,避雷器可靠动作,利用阀片的非线性伏安特性,限制避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压;雷电流经避雷器泄放后,流经避雷器的工频电流仅为毫安级,工频电弧在第一次过零时熄灭,线路两端断路器不会跳闸,系统恢复到正常状态。
(2) 合成绝缘子绝缘线路氧化锌避雷器的主要特点:
因其残压低使其作为限压装置的性能很优越;视线路的具体实际工程应用可以做成带间隙或无间隙型避雷器;通流能量大,可以很大程度上吸收过电压带来的能量。
(3) 线路安装避雷器的防雷分析:
雷击杆塔时雷击电流i一部分经避雷线流到相邻杆塔,一部分经杆塔入地,杆塔接地电阻(用冲击电阻Rch来表征)呈暂态特性,杆塔接地线附加电感值为L。则塔顶电位
对于110 kV输电线路,在杆塔上安装一组MOA如图6所示,计算可得荷电率为0.837,线路安装一组避雷器时线路耐雷水平Iw将提高约2.5倍。连续安装3组避雷器还进一步提高Iw,但投资也会相应的提高。
线路避雷器动作时从避雷器分流流入导线的i分量远远大于从避雷线分流流入导线的i分量,这种分流的耦合作用将导线电位提高,使:(Ut-UL)>U50%,UL和Ut的波形如图7所示[9],绝缘子不会闪络,故线路避雷器具有很好的钳电位作用,此即其防雷的明显特点。
110 kV线路避雷器应能承受96 kV的工频过电压,但额定电压取得再高也意义不大[10]。考虑到系统最高电压和工频过电压最大值同时出现的概率很小,额定电压选择90 kV也是可以的,但是为了工程安全考虑,带间隙避雷器额定电压选用96 kV。串联外间隙距离取500 mm(±5%)为宜。
在杆塔上安装一组MOA后的荷电率为0.837,线路安装一组避雷器时线路耐雷水平Iw将提高约2.5倍。连续安装3组避雷器还进一步提高Iw,但投资也会相应的提高。图8为安装在内蒙500 kV架空输电线路托源Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ线路上的塔头线路避雷器。
2.5 加侧向避雷针
安装侧向避雷针在架空输电线路的架空地线和杆塔上,用于防止雷电绕击输电线路导线,在杆塔顶部两侧适当位置应安装杆塔侧针,以防护进入杆塔侧面地线屏蔽失效区的低空雷电先导,补充地线及其侧针屏蔽的不足。双地线安装方法示意图如9所示,安装后的现场效果如图10所示。
2.6 架设可控放电避雷针
根据公式2计算单根可控放电避雷针的保护半径见图11所示。
rx=(h-hx)tan65°≈2.14(h-hx) (2)
图11中,h为针离地面的高度(m),hx为导线高度(m)。对于500 kV输电线路由于其对地高度较高,常在塔顶两边各架设可控放电避雷针,其保护范围也相应增加。
塔顶装设避雷针符合传统防雷理论,因线路弧垂使中问段保护角小于近杆塔段,因此杆塔处为绕击率较大区域,在塔顶安装避雷针后,杆塔附近的雷将会落在避雷针上,通过杆塔入地,减少了线路遭绕击的概率。
2.7 安装架空地线避雷针
通过在架空地线上合理装设防绕击避雷针,有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击转化为反击加以控制,大幅度降低雷击故障跳闸率。图12为安装在雷电频繁发生区域500 kV架空输电线路上防绕击避雷针。工程经验表明,在架空地线上合理装设防绕击避雷针,可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击控制转化为反击,大幅度降低雷击故障跳闸率。
3 结束语
目前降低线路杆塔接地电阻,架设避雷线路,加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸等这些常规措施在输电线路防雷保护方面起到了一些非常有效作用。在这些常规防雷保护方式的基础上,通过理论分析结合实际工程经验,我们认为架设耦合地线,调节保护角,安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置,安装线路避雷器,加侧向避雷针,架设可控放电避雷针,安装架空地线避雷针,安装线路塔头避雷器等方法可以有效地提高输电线路的防雷作用。
参考文献
[1]李景禄,李卫国,唐忠.输电线路杆塔接地及其降阻措施[J].电瓷避雷器,2003,46(3):40-43.
[2]贺体龙,洪杰,胡小明.浅谈变电站接地网的降阻措施[J].电气应用,2008,27(13):51-53.
[3]丁建荣.福建省输电线路防雷工作存在的问题与措施[J].高电压技术,2003,20(4):55-56.
[4]屠志健,张一尘.电气绝缘与过电压(第二版)[M],北京:中国电力出版社,2009.
[5]吴耀辉,谢耀恒,程正.220kV输电线路中负角保护针配合降阻的防雷效果研究[C].中国电机工程学会高电压专业委员会2011年学术年会,中国济南.
[6]Tsukima M,Mitsuhashi T,Takahast P M,et al.Low voltage circuit breaker using auto-puffer interruption technique[J].Transactions of the Institute Electrical Errgineers of Japan(B),2002,122(9):969-975.
[7]McBride JW,PechrachK,WeaverPM.Arc motion and gas flow in current limiting circuit breakers operating with a low contact swishing velocity[J].IEEE Transaction on Components and Packaging Technologies,2002,25(3):427-433.
[8]王巨丰,黄维,曲振旭,等。输电线路气流灭弧防雷保护间隙的研究[C].中国电机工程学会高电压专业委员会2011年学术年会,中国济南.
[9]程学启,杨春雷.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力,1999,32(8):1-4.
10kV架空配电线路防雷研究 篇11
【关键词】防雷；雷击闪络；建弧率；自动重合闸
1.10kV架空配电线路防雷存在的问题
1.1感应雷过电压对10kV架空配电线路的影响
根据直击雷的放电机理，直击雷一次只能袭击一、两处小范围的目标，而一次雷闪击却可以在较大范围内的多个局部同时激发感应雷的过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线传输到很远致使雷害范围扩大，因此，感应雷过电压导致的故障比例超过90%，远大于直击雷。感应雷过电压主要是针对架空线路作用，由于城市高层建筑可对配电线路起到屏蔽作用，因此10kV架空配电线路的防雷保护主要针对城乡结合地区。
1.2四会市大沙镇10kV架空配电线路的雷击跳闸现状
肇庆四会市大沙镇位于广东中部，每年5至8月雷雨季节，线路跳闸次数多，重合成功率低，不但损坏设备，还造成抢修工作量的急剧增加。
根据统计， 2015年四会市大沙供电所营业区10kV线路雷击跳闸次数偏多，且重合成功率不高。为了减少雷击跳闸次数，提高重合成功率，提出以下几点防雷措施。
2.10kV架空配电线路的防雷措施
2.1减少直击雷次数
采用避雷线可以防直击雷、限制感应过电压幅值、并在击杆时分流。但是由于线路绝缘水平较低，直击雷易造成反击，且采用避雷线线路投资大而供电可靠性低，因此，对于10kV架空配电线路一般不全线架设避雷线，只在经常发生雷击故障的杆塔和线路处架设。
采用避雷针引雷。由于肇庆市雷击率偏高，对于高杆塔、铁横担、终端杆等绝缘较薄弱的地方可加装避雷针构成引雷塔用以引雷，从而减少10kV架空配电线路的雷击次数。需要提到的是，与普通避雷针相比，采用新型避雷针：如NCL无晕接闪器（无晕避雷针），在直流高压电场下无电晕电流，且接闪次数可以大大提高。
2.2降低雷击闪络率
提高配电线路绝缘水平。造成绝缘子闪络的因素，除了绝缘子放电电压水平外，还与绝缘子的日常运行维护有很大关系。大沙镇作为工业区，是四会市经济发展的主力军，在整个四会市是重污秽地区。在雨季，当线路遭受雷害时，加在绝缘子上的电压可达到几百千伏。一旦绝缘子表面“积污、受潮、且有电场作用”三个条件同时满足，极易发生污闪，而由污闪造成的线路跳闸一旦发生，往往不能依靠重合闸迅速恢复供电，还可能造成导线断线事故。污闪事故的事故范围广、处理时间长、停电损失大，对配电线路故障巡视、抢修人员的抢修处理造成了极大的工作量。为此，对于经过污秽地区（工业污秽）的架空线路，除了加强运行维护，做好绝缘子的定期清扫和测试工作外，还应当提高配电线路绝缘水平，降低雷击闪络率。提高配电线路绝缘水平的方法主要有下：（1）装有铁横担的钢筋混凝土杆线路，全部采用高一级额定电压的绝缘子。（2）在10kV线路直线杆上，采用不易击穿老化、抗污闪能力强的瓷横担绝缘子。（3）将裸导线换成架空绝缘导线。但是，由于架空裸导线的断线故障率明显低于绝缘导线，因此，四会市大沙镇的架空导线构成以裸导线为主，绝缘导线为辅。为了在提高线路绝缘水平的同时降低断线故障率，可将防弧金具安装到线路绝缘子附近的绝缘导线上，将闪络现象控制在防弧金具和绝缘层之间，以避免线路绝缘导线被烧毁。
安装金属氧化物避雷器。配电线路上的柱上断路器和负荷开关等设备应装设金属氧化物避雷器；对经常开路运行又带有电压的柱上断路器和负荷开关的两侧，也应装设金属氧化物避雷器。氧化锌避雷器阀片具有优良的非线性特性和通流能力，且体积小、重量轻、便于安装。安装了此类线路避雷器的馈线，能够有效降低绝缘导线雷击断线率和雷击跳闸率。
安装具有防雷间隙的防雷绝缘子 。防雷间隙具有引弧作用，可避免绝缘子烧伤，解决绝缘导线的雷击损伤和雷击断线问题，提高重合闸的重合成功率。由于加强绝缘、安装线路避雷器具有一定的局限性，因此将这种结构简单、维护方便的保护间隙安装在绝缘子串两端，与自动重合闸配合使用，可以在对用户不间断供电的情况下将雷电流及时接地。如防雷绝缘子耐张线夹串、防雷支柱绝缘子、复合横担防雷绝缘子。
2.3降低建弧率
采取合适的中性点运行方式降低建弧率。降低建弧率的最重要措施之一是改变接地电弧通道，在纯架空配电线路中采用中性点经消弧线圈接地的方式，可以促使接地电弧快速熄灭。
2.4采用自动重合闸
采用自动重合闸或自重合熔断器。作为辅助防雷措施，以减少雷击线路绝缘子时，发生闪络的停电事故。架空线路中，因为雷击造成的跳闸，大部分是由于瞬时故障引起的，故障消失后，自动重合闸可使线路重新恢复运行，提高线路的供电可靠率。
3.总结
10kV架空配电线路在城市电力系统中发挥着重要的作用，通过文章的分析，得出了几种有效防雷措施：如采用避雷线、新型避雷针、提高配电线路绝缘水平、安装金属氧化物避雷器、防雷间隙、采取合适的中性点运行方式、采用自动重合闸或自重合熔断器装置。在防雷措施的选取上，应根据不同线路的雷击受损程度，有重点地进行布防，以提高10kV架空配电线路的整体耐雷水平。
参考文献：
[1]章伟.10kV架空配电线路防雷措施研究与应用[D].上海交通大学，2012.
[2]张纬钹.过电压防护及绝缘配合.北京：清华大学出版社，2002.
架空输电线路防雷技术研究 篇12
电能是公众生活和社会生产的必需品,但因架空输电线路引发的停电事故和安全事故令人担忧。架空输电线路事故的重要诱因之一是雷击。据统计,雷击跳闸在线路总跳闸数中的比例高达50%～70%,在地形复杂、土壤电阻率高、雷电多发的地区,雷击跳闸事故更是频繁,给社会活动的正常进行带来了极大的不便,也造成了巨大的损失,因此应用和创新架空输电线路防雷技术迫在眉睫。
1 架空输电线路防雷概述
架空线路是当下电力企业普遍采用的输电方式,其通过连接不同区域的发电站、变电站和负荷点,实现电能输送或者是交换,从而形成电压等级不同的配电网。因其位置、高度、长度等的设置需要符合建设要求,因而不可避免地会出现雷电过电压现象,造成雷击跳闸引发停电等事故,严重影响了电能输送的安全性与可靠性。所谓雷电过电压是指因大气雷云在架空线路中发生放电形成的过电压现象,主要分为直击和感应2种类型。其中感应过电压的最大峰值可达300～400 kV,易在低于35 kV的架空输电线路中出现绝缘闪络现象。高于110 kV的输电线路具备较强的耐雷性能,通常不会发生闪络。直击过电压则主要体现为反击和绕击2种形式,虽然避雷线档距中央遭受雷击也可造成跳闸,但该种情况较为少见。
2 架空输电线路遭受雷击的影响因素
接地装置是实现接地网与接地极连接的设备,是架空输电线路的重要构成部分,具有防止雷电进地、保护绝缘设备、减少雷击跳闸的作用,但其也存在一些隐患,如因安装不到位致使其实际电阻与预设电阻存在出入、地网遭受化学腐蚀等,造成其不能有效应对雷击事故。
塔杆是用于支撑架空输电线路的物体,其材质通常为钢材或混凝土,但经长时间使用后,会出现风化、裂痕等问题,如此一来,只要遭受雷击,其内部温度便会在电流的作用下急剧升高,也可能因直击中拉线影响其机械强度,造成塔杆倒塌,造成架空输电线路无法正常运行,引发停电等重大事故。
绝缘子是用于支撑导线、隔绝电流、防止电流回地的一种构件,主要涵盖陶瓷、钢化、合成3大类材质,但每种形式都存在一定的缺陷,如钢化类绝缘子经雷击后易引发裸串,陶瓷类绝缘子会因零值造成闪络击穿,合成类绝缘容易老化且出现掉串问题,这些都不利于其防雷效用的发挥。
避雷线应用的主要目的是避雷,由于架空输电线路中普遍设置的是双避雷线,故在遭受雷击时,能有效遮住导线以减少强大过电压对其的影响。但实践证明,因雷电直接击中导线造成停电事故的现象也会偶尔出现。
3 架空输电线路防雷技术的应用
3.1 降低塔杆接地电阻
鉴于架空输电线路防雷水平主要是由雷击跳闸率和耐雷性能衡量的,这就要求应尽量降低接地电阻的阻值,这可以通过优化塔杆接地形式实现。若塔杆无避雷线路,宜尽量保证铁塔、钢筋混凝土杆等充分发挥其自然接地体的作用,且在土壤电阻率低于100Ω·m条件下,可不增设人工接地装置;但其无法满足实际要求时,可配以人工接地体。通常将用于垂直接地的钢质长度设为2.5 m,间距控制在5 m左右,埋深宜为0.5 m以上,并将其敷设于冻土下,保证与墙体距离大于1 m,且必须远离高温等不良环境,以免提高土壤电阻率,其中的具体数值应根据实际情况而定。若为雷电频发区,宜在线路避雷支架、混凝土杆铁横担、导线横担、绝缘子之间连接性能良好、可靠性强的电气设备,并使其接地,同时焊接或绑扎主杆钢筋使其形成通路,并利用电气连接接地螺母、钢筋、铁横担。为避免线路出现中断放电现象,可加设自动重合闸设备,以降低雷击事故的发生几率。此外,若塔杆处于土壤电阻率较高的区域,尽量设置多支线外引接地装置,但其外引长度应短于有效长度。
3.2 增设避雷装置
避雷装置是改善架空输电线路防雷水平的必要手段之一,常见的有避雷针、避雷器等。如在架空地下中科学、合理地安装具有防绕击功能的避雷针,可显著增强其引雷效果和屏蔽性能,从而有效控制可能由绕击转化来的反击,以此避免雷击跳闸事故的发生。广东省某电力企业在500 kV架空输电线路中雷电频发的位置分段加设了上述避雷针,大大降低了雷击跳闸率。再如在线路中安装符合性能要求的避雷器,并使其与绝缘子处于串并联状态,以限制闪络电压,有效切断工频电弧,无论是对直击还是反击,都具有良好的防雷效果。此外,借助氧化锌避雷器能适当改善线路的耐雷性能,对于防止塔杆雷击跳闸效果可靠,但适用于雷电易击段和易击点。
3.3 减小架空地线保护角
在众多降低架空输电线路绕击跳闸率的技术和措施中,适当减小保护角是国际公认的最有效、最直接的手段。针对旧架空输电线路的改造,虽然适当减小其保护角利于降低雷击跳闸,但综合效益并不理想;而新建输电线路,只需优化塔杆设计即可,无需额外改造线路。通常为了增强避雷线对导线的保护效果,应适当减小保护角。若为500 kV或其以上的架空输电线路在采用双避雷线的情况下,其保护角最好控制在15°以内;若处于山区,单回路线路的保护角可处于0°～5°之间,而双回路线路角度宜在—8°～10°之间;若处于平原地区,可将单回路线路中的保护角控制在0°～5°之间,而双回线角度宜为0°～5°,但应注意具体情况具体分析。
3.4 改善线路绝缘水平
在改善架空输电线路绝缘水平方面,应注意绝缘子的选择。由于陶瓷、钢化、合成类的绝缘子各有利弊,建议在雷电强烈和频发地段,使用普通的合成绝缘子,但要保证其耐压水平符合线路要求,并适当提高其高度,使其有效干弧距离足够,从而提高架空输电线路的绝缘水平,降低雷击影响。此外,利用不平衡方式也利于改善线路绝缘水平,该种方法常见于双回路输电线路中,即适当增加其中一条回路的绝缘子串片数,当发生雷击时,绝缘子较少的回路容易出现闪络现象,此时导线具备地线的功能,以此增强其他回路中导线的耦合性。
3.5 合理架设耦合地线
在降低接地电阻难以实施时,可借助耦合地线的架设来改善防雷效果,尤其是在环境复杂、线路很长、雷电频发的山区。一般情况下,宜将2～3根接地线预埋至输电线路下方,并将其与下一基塔的接地装置进行连接,以此降低土壤的电阻率;另一方面架设耦合地线,其在很大程度上可起到架空地线的作用,利于增强塔杆的分流效果,以降低塔顶电位,弱化等值波的阻抗作用,以此提高架空输电线路的防雷性能。实践证明,在埋设耦合地线后,雷击跳闸事故的发生率可降低30%～40%,效果尤为显著,值得推广。
架空输电线路防雷技术还有很多,如利用并联间隙技术,可有效保护绝缘子串不受电弧灼伤的损害等。除了改进和创新防雷技术外,电力运行维护人员也应加强对架空输电线路的检修和维护力度,并根据季节变化、天气状况等制定合理的巡视计划,最好建立相应的数据库,以此为发现故障所在、总结故障规律、制定应对措施提供便捷,进而为防雷技术研究提供价值信息。
4 结语
雷电属于一种复杂的自然现象,其随机性较强,且无法规避,因此为切实提高架空输电线路的安全性与可靠性,我们只能寻找合适的切入点,借助先进的防雷技术和科学的防雷措施改善防雷水平,以此减少因雷击造成的损失,从而为社会输送优质、稳定的电能。
参考文献
[1]曾伟洲.对架空输电线路防雷技术措施的阐述[J].电子世界,2012(19)
[2]何宝成.浅谈架空输电线路防雷技术[J].科技风,2011(19)
[3]李永红,魏周旭,董晨亮.浅析架空输电线路防雷方法[J].发展,2012(7)
【架空输电线路的防雷】推荐阅读：
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架空输电线路设计06-12
架空输电线路验收标准07-04
kv架空输电线路施工07-17
输电线路的防雷措施07-22
高压输电线路的防雷08-01
输电线路防雷措施06-24
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电力架空线路07-21
配电架空线路08-25