Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ ｚｉｄｏｎｇｈｕａ◆电气工程与自动化ＩＩ ！！！！！ ！！！！＝＝！！！！！ ！！！！！！！ ！ ！！！！＝！！＝！ 浅析输电线路防雷措施 吴胜华 （佛山市腾瑞电力工程咨询有限公司，广东佛山５２８２００） 摘要：输电线路的雷击会造成很大的损失，因此必须加强输电电路防雷工作。首先提出了输电线路防雷常出现的问题，接着对输电线路防 雷的４种措施进行了分析，最后对防雷措施评估模型建立进行了研究，从而为选择最佳的防雷措施提供了重要的依据。 关键词：输电线路：防雷；问题；措施 普遍存在着保护角偏大、避雷线对导线屏蔽效果不好等问题。 输电线路的分布范围较广，很容易遭受雷击。线路一旦遭受到 大，雷击后，就会发生很多问题，其中极易出现的就是输电线路跳闸， １．３维护方面 严重的还会引起电网事故，从而导致更大的损失。因此输电线路防 雷工作必须给予高度重视。本文对输电线路防雷常出现的问题以 及输电线路防雷措施进行了阐述。 输电线路随着时间的推移而不断出现老化，并且原有的输电 线路电阻都比较高，在遭受雷害的输电线路杆塔中经常会出现接 地电阻值偏高的现象，出现这些现象的原因有很多，例如设计参数 不当、电阻率偏高、施工不良等。有些输电线路接地装置存在很多 问题，例如接地装置残缺不全、年久失修、电阻不断增加、接地体被 降阻剂严重腐蚀等，正是由于这些原因，使得输电线路耐雷水平逐 １ 输电线路防雷常出现的问题 １．１ 客观存在 大气雷电活动具有很强的随机性和复杂性，因此，人类对输电 渐下降。事实证明，雷击跳闸率升高在很大程度上都是由接地装置 线路雷害的认识还不够深刻，另外，输电线路在大自然环境中，经 不良引起的。 常会受到大自然的灾害。目前，观测技术还存在很大的局限性，线 路遭受的每一次雷击的技术参数根本无法准确测量和捕捉，甚至 对每次线路雷击故障的闪络类型都很难进行准确区分。 １．２设计方面 ２输电线路防雷措施 ２－１ 避雷线的使用 在雷雨季节到来之前，需加强避雷线的运行与检修，对于地线 我国很多地区在２０世纪８０年代建造的２２０ ｋＶ及以下线路设 锈蚀等情况要重点进行检查，对接地装置电阻值进行测试，及时处 计时基本没有提供土壤电阻率，接地电阻设计值没有一定的规律。 理那些电阻值偏大的装置。在雷雨季节做好被雷击线路的检查工 这些传统的因素从源头上直接使输电线路的耐雷水平降低；另外， 作，及时更换和补修损坏的设备，要打开检查发生闪络的绝缘子串 设计的电阻值是线路接地装置的改造的依据之一，在众多山区内， 的导线、地线线夹，必要时还必须对相邻挡线夹及接地装置进行检 对线路的保护很多只有采用双避雷线来进行，但由于山区面积较 查，以确保装置的完好性，极大缓解雷击闪电跳闸率。 及时进行调节，所以不能很好地起到补偿作用，仍会出现弧光不能 技术由于其良好的成熟性和稳定性获得较广的应用，与此同时，先 自灭及过电压问题［６］。 进的接地选线装置以及自动跟踪消弧线圈等设备已得到广泛应 中性点经消弧线圈接地方式存在的两大缺点，也是两大技术 用，这些都为中性点经消弧线圈接地提供了可靠的技术保证和设 在不久的将来，我国铁路电网的供电可靠性必 难题，多年来电力学者致力于解决这一技术难题，随着微电子技 备保证。笔者坚信，术、检测技术的发展和应用，我国已研制生产出自动跟踪消弧线圈 然有坚实的保障，能够有效维护铁路的运行安全。尹 及单相接地选线装置，并己投入实际运行取得了良好效果，现在正 处在推广应用阶段。目前，已经能够通过计算机进行实时的计算线 路的电容电流，从而准确选择和合理配置消弧线圈的容量。 ２．２．２注意事项 ２００９（１４） ［参考文献］ ［１］黄福全．电力系统中性点接地方式的分析与比较［Ｊ］．广东科技， ［２］郑孝东，胡兴志，黄文华．城市配电网中性点接地方式的选择［Ｊ］． 电气技术，２００９（７） 在中性点经消弧线圈接地模式下，电力系统单相接地的时候 在接地点流过的电容电流被流过消弧线圈的电感电流所替代＂］， 因此，在接地点流过的残余电流便会显著降低，最终能够让电弧自 动熄灭。此时，即使发生单相接地故障问题，也不会进一步发展成 ［３］赵冉，谭伟璞，杨以涵．配电网中性点接地方式分析［Ｊ］．继电器， ２００７（４） 为相问短路故障，此时，电力系统的供电可靠性便会大幅度提高， 而且对通信设备的影响也非常有限。通常情况下，对于以架空线为 主要出线的变电站，在电容电流大于ｌ０ Ａ的时候选择消弧线圈接 地装置作为中性点接地方式，这样在能够补偿系统电容电流的同 ［４］中国航空工业规划设计研究院组编．工业与民用配电设计手册［６Ｉ］． 第３版．北京：中国电力出版社，２００５ ［５］李玉亮，姜学娟，夏晶伟．配电网中性点接地方式分析及选择［Ｊ］． 科技创新导报，２００９（６） ［６］唐懿华．１０ ｋＶ供电系统进线开关零序跳闸的分析［Ｊ］．企业技术 开发，２０１０（１） 时，也可以发挥弧光接地过电压的作用。 ３结语 综上所述，我，ｆｒ］ｓａ道。我国工程界和理论界在铁路１０ ｋＶ中压 电网改造过程中，如何选择合适、可靠、安全的中性点接地方式也 ［７］陈维江，蔡国雄，等．１０ ｋＶ配电网中性点经消弧线圈并联电阻接 地方式［Ｊ］．电网技术，２００４（２４） 存在着诸多相异的地方。尽管如此，随着我国科技水平的不断提高 以及在综合多年电网运行经验的基础上，铁路１０ ｋＶ中压电网中 性点经消弧线圈接地中存在的种种技术难题都被攻克，而且许多 收稿日期：２０１卜Ｏ３—１８ 作者简介：李翔（１９７８一），男，北京市人，工程师，研究方向：铁道 电力。 机电信息２０１１年第１２期总第２９４期４１ 羹 堇三 三 ２．２完善测试方法 Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ Ｙｕ ｚｌｄｏｎｇｈｕａ 要目标。（２）准则层。实现目标所需要的准则、子准则都存在于这个 接地装置的完好性对雷击闪电有直接影响，因此，对杆塔接地 层次中。输电线路防雷措施评估需要考虑的技术经济性指标包括 装置的接地电阻进行降低是减少雷击跳闸发生的一种有效手段。 跳闸率降低效果、工程费用、改造目标、改造难易度、维护难易度、 从导泄雷电流的角度来讲，接地电阻是接地体电阻、接触电阻和接 运行寿命。为了实现改造目标越好的防雷措旌效果越好，因此要针 地引下线电阻的总和，它应对整个泄流通道的电阻进行考虑。接地 对防绕击还是防反击来建立改造目标的判断矩阵。（３）措施层。实 电阻的测试方法主要有ＺＣ一８型接地电阻测量仪和ＣＡ６４１１型电 现目标可供选择的各种措旖都存在于这一层中。根据目前输电线 阻测量仪。ＺＣ一８型接地电阻测量仪的优点是测量方法简单、性能 路防雷治理的工程经验，防雷改造措施包括：降低杆塔接地电阻、 稳定、测量准确，唯一的缺点是只能对接地体的接地电阻进行测 减小保护角、架设耦合地线、加强绝缘水平、加装保护间隙、安装可 量，且在测量时必须把所有的接地引下线拆开，展放几十米的导 控针、安装防绕击侧针和安装线路避雷器。其中大部分在文中已经 线，对于所展放的电压线和电流线还要求必须与接地体布置方向 进行了分析。有效的防雷措施能够提高输电线路的防雷性能，只有 平行，否则易发生测量系统误差。囚此，传统的测量方法不仅工作 通过对防雷措施的评估，才能根据实际情况选择出最佳的防雷措 量大，而且对布置方式复杂多样的接地体布置方式要进行充分考 虑，从而使得测量系统误差能够被避免。ＣＡ６４１ｌ型电阻测量仪具 有以下优点：接地系统接触良好时，对于接地体布置方式可不用进 行考虑，就能对整个泄流通道的接地电阻进行准确测量，其使用方 法较简单且效率高。当然，这种方法也有它的弊端，接地系统生锈 或者接触不良时，会影响测量结果，使其产生较大的误差，同时对 超标电阻值产生的位置不能准确判断出来，这主要原因是由于其 与整个泄流通道的接地电阻进行了测量的结果。由此可见，这２种 方法如果单独使用，其优缺点共存，为了减少其不足，可将二者结 合起来，让他们发挥出各自的优点，弥补对方的缺点。例如，可先用 ＣＡ６４１ ｌ型测量仪测量，如果接地电阻合格，则进行下一级的测量， 如果测量不合格，再用ＺＣ－８型接地电阻测量仪进行测量。 ２．３输电线路路径的选择要合理 经验证明，一股情况下，线路遭受雷击往往都发生在线路的某 些地段，即易击区。防止雷害的根本措施就是加强对易击区线段的 保护。实践表明，易遭受雷击的地段有：（１）四周是山丘的潮湿盆 地，例如杆塔周围有山坡森林、水边等；（２）地下有导电性矿的地面 和地下水位较高处：（３）雷暴走廊；（４）土壤电阻率较小的地方，如 有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水 位高的地方；（５）具有不同电阻率上壤的交界地段。 ２．４防雷采用绝缘避雷线 避雷线不仅仅只是起到了避雷的作用。避雷线按照其用途的 不同，悬挂方式有２种，一种是直接悬挂于杆塔上，另一种是经过 绝缘子与杆塔相连，即是避雷线对地绝缘。由于避雷线至各相导线 的距离一般是不相等的，使得它们之间的互感就存在差别，因此， 尽管在正常情况下三相导线上的负荷电流是平衡的，但在避雷线 上仍然要感应出一个纵电动势。如果避雷线逐杆接地，这个电动势 就要产生电流，其结果是增加了线路的电能损失。因此，目前我国 新设计的超高压线路为了减少能耗，一般采用绝缘避雷线。虽然避 雷线是由绝缘材质制成的，但在雷击时，避雷线的绝缘在雷电先驱 放电阶段即被击穿而使避雷线呈接地状态，因而不会影响其防雷 效果。 ３防雷措施评估模型建立 各种防雷措施的应用目的及实施后的效果各不相同。在实际 工程中，大多数的地区对防雷改造管理仍采取粗放式管理，根本不 考虑线路和防雷措施的特点，没有针对性的选择防雷措施，从而使 得效果不明显，甚至有时还需要进行二次改造，造成了人力和物力 极大的浪费。因此，要对防雷措施进行评估。采用层次分析法对决 策问题进行分析，首先必须把所要分析的问题条理化和层次化，构 造出一个有层次的结构模型。这些层次分为：（１）目标层。仅有一个 元素存在于这个层次中，一般情况下，它是分析问题的预定目标或 理想结果。根据输电线路各基杆塔风险来源以及各防雷措施的特 点，保证对防雷的改造采用最优的措施，这就是防雷措施评估的主 施。本文采用层次分析法建立了防雷措施评估模型，如图ｌ所示。 措施层 图１防雷措施评估模型 ４结语 本文提出了“避雷线的使用”、“完善测试方法”、“输电线路路 径的选择要合理”、“防雷采用绝缘避雷线”这４种输电线路防雷措 施，但在实际中输电电路的防雷措施不只是文中提到的这４种措 施就能彻底解决的，其还需要电力系统各个部门予以配合。防雷措 施的选择还要根据具体情况来进行，本文通过对防雷措施评估进 行分析，来选择最佳的防雷措施。总而言之，要想把雷害所带来的 损失降到最低，除了要采取相应的防雷措施以及成熟的管理经验 外，还必须加强线路的运行维护管理。尹 ［参考文献】 ［１］井红卫．１１Ｏ ｋＶ高压输电线路的防雷保护口］．大众科技，２００５（１ｏ） ［２］石昂，殷学伍．配电变压器雷击损坏原因及防止措施［Ｊ］．安徽水 利水电职业技术学院学报，２００８（１） Ｅ３］丁智平．浅谈２２０ ｋＶ输电线路防雷保护措施［Ｊ］．科学之友，２０１０ （２４） ［４］张战彬．邢台西部电网输电线路防雷改进措旖研究［Ｄ］．河北：华 北电力大学，２００９ Ｅ５］Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ．Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｌ ｌＯ（６６）ｋＶ～５ＯＯ ｋＶ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ Ｉｓ］． Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ：Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，２００５ 收稿日期：２０１卜０３—３１ 作者简介：吴胜华（１９８ ），男，江苏人，工程师，研究方向：输电 线路。
