浅谈电力线路遭雷击危害的保护措施

【摘 要】随着我国电力行业的不断发展，电网的规模也在不断地扩大，这就对线路的安全性提出了更高的要求，因为输电线路供电的可靠性是受线路安全的可靠运行的影响的。输电系统中的架空输电线路也是电力系统的重要部分，由于其常年暴露在外，很容易受到外界的损害和影响，其中，雷击的损害是醉倒的。如果架空输电线路遭遇雷击，就会影响到供电线路的可靠性，所以，必须采取有效方法，保护电力线路免受雷击的危害。
　　【关键词】输电线路；防雷；保护措施
　　引言
　　我国的输电线路运行总体水平，在世界上处于较为先进的水平，线路综合跳闸率的平均值处于相对较低的水平，但个别地区线路跳闸率较高。 我国的输电线路雷击故障，由于受我国特有的地形地貌的影响，具有一些显著的特点，了解并掌握这些特点，对于我们有针对性地开展防雷保护工作十分重要。 1 雷电的形成以及对电力系统的危害
　　每次闪电都会带有持续时间很短、幅值很高的电流，一次普通的雷电放电要包括2-3次的闪电，每次闪电的时间间隔大约是二十分之一秒，而闪电的电流都在10000到100000安培之间，一般持续时间都是小于100微秒，而供电系统的内部由于变频设备和大容量设备的使用，带来了更严重的内部浪涌的问题，这主要是受瞬态过电压的影响。五月至八月期间，在我国东莞，由于受到雷击的影响，电力系统的亏损能达到上千万的经济损失，这接近当季GDP比例的百分之六。目前我国输电线路的分布比较广泛，并且大多数输电线路都处在旷野，更容易受到雷击。当电力线路被雷击中时，电力需要经过电力线路释放到大地，当雷击发生后，及时没有击中电力线路，导线上感应的异号电荷也会失去舒服，从而向导线的两侧流动。这些电流通过线路侵入变电站或袭击电气设备，在设备上形成过电压。当过电压高于设备的额定雷电冲击耐受电压时，设备就会损坏
　　2 影响输电线路防雷特性的各种因素
　　2.1 接地电阻
　　当杆塔塔型、尺寸与绝缘子型式和数量确定后，影响线路反击耐雷水平的主要因素是杆塔的接地电阻值，表1是500kV典型酒杯塔及±500典型直线塔不同接地电阻，所对应的耐雷水平的计算值。表1 500kV交直流线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系
　　2.2 地线与边导线的保护角
　　保护角实质表示了地线的屏蔽作用，在EGM（电气几何模型）方法中，这一效应可以用导线与地线垂直平分线的位置来表示。保护角α变大，垂直平分线斜率增加，绕击区加大，从而使绕击区增加，一般而言，根据计算当α>20°之后，绕击就会显著增加。
　　2.3 杆塔高度h
　　在杆塔高度增加的情况下，绕击数也要相应地增加。如果杆塔高度H较大，会趋于饱和。塔高度增加，地面屏蔽效应减弱，这相当于EGM分析时抛物线相对位置有所变化，即绕击区变大，使更多的雷不击中地面而击中导线。
　　2.4 电力线路绝缘水平与波阻抗
　　在绕击事故发生的情况下，小的雷电流占的比例也比较大，击中线路以及线路总的落雷数的雷电流幅值的分布情况，也就是用磁钢棒所测得的雷电流值概率分布曲线都应该与杆塔结构有关。
　　2.5 地形的影响
　　在坡度较大的山区，线路的绕击率，远远不止是平原地区的三倍，而是要比平原地区大得多。
　　3 输电线路防雷的四道防线
　　3.1 防止雷直击导线
　　沿线架设避雷线，有时还要装设避雷针与其配合；在某些情况下改用电缆线路，使输电线路免受直接雷击。
　　3.2 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络
　　雷击避雷针或塔顶时，使得塔顶的电位升高，这样的杆塔是接地的，有可能对导线放电，具有很高的电位，使得过电压嫁到了导线上，这种现象被称之为逆闪络或者反击。线路的耐雷水平是雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值。
　　耐雷水平
　　雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值（kA），称为线路的耐雷水平。
　　提高线路耐雷水平的措施
　　降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘，在个别杆塔上采用线路避雷器等。 线路避雷器 连接于横担和导线之间（亦即与线路绝缘子并联）的避雷器，当雷击塔顶或塔顶附近的避雷线时，塔顶电位升高，避雷器动作，其残压低于绝缘子串的放电电压，故避免了绝缘子串冲击闪络和随之而来的工频电弧。 3.3 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧
　　建弧率：输电线路在遭受雷击引起冲击闪络后，闪络转化为稳定工频电弧的概率。
　　由冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率虽与电源容量及去游离条件等因素有关，但主要的影响因素是作用于电弧路径的平均电位梯度。
　　E：绝缘子串的平均工作电压梯度（r.m.s），kV/m。
　　对中性点有效接地的电网
　　对中性点非有效接地的电网
　　式中Ue：额定电压；lj：绝缘子串长度；lm：线路的线间距离（对铁横担和钢筋混凝土横担线路，lm = 0） 3.4 防止线路中断供电 为了防止线路中断供电，要采用环网供电、双回路供电、自动重合闸等措施，这样及即使发生线路跳闸，供电也不会被中断。
　　3.5 以上四种输电线路的防雷防线，要根据具体的情况进行实施，比如线路的重要程度、电压等级、已有线路的运行经验、当地雷电活动强弱等，在通过经济和技术方面的比较，采取最佳的保护措施。
　　4 结语
　　通常雷击是最容易使电力线路遭受损害的，电力线路受到损害就会影响到线路的安全运行，无论是高压输电线路、超高压输电线路或是特高压输电线路，雷击都是线路故障的主要原因之一，这必须引起电力部门的足够重视，加大对防雷保护的工作力度，提高运行维护水平，减少雷击对电力系统造成的伤害。与此同时，还要开展雷电理论的研究以及雷电观测方面的工作，这样可以更好地知道防雷保护工作。
　　参考文献：
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