陈明 皇江华
中国电建集团河南工程有限公司
摘要：在改革开放的新时期，我国的综合经济在快速发展，社会在不断进步，人们生活质量在不断提高，电力市场的需求也在不断加大，电力用户对于供电质量的要求也越来越高。高压送电线路是电力系统中的重要组成部分，尤其是随着现代化城市电网建设进程的不断加深，高压送电线路应用越来越广泛，所具有的重要性也愈发突显。本文首先分析高压送电线路的防雷设计原则，以及高压送电线路雷击导致跳闸的原因，然后探讨了高压送电线路设计中应采用的避雷设计，最后对全文进行了简单的总结。
关键词：高压送电线路设计；危害；原因；避雷设计
引言
在雷雨多发的季节,引发电网事故的主要原因就是雷击造成的电网跳闸,且事故的发生率在不断地上升。传统的避雷针、避雷器等防雷电设置,虽然能够有效地保护人们和高层建筑的安全,但是强大的雷电电磁脉冲依然会对重要设备及线路造成损害,对此,一般的避雷设计无法起到防护作用。另外,一旦出现雷电密集的天气,巨大的雷电脉冲电流将会对高压送电线路造成极大的影响,严重时甚至可能危及到人们的生命财产安全。为了在最大程度上确保人们的生命与财产安全,有关部门必须针对此情况采取有效科学的避雷设计,以保护高压送电线路的安全。同时,这也是电力工作人员需要密切关注的问题。
1避雷设计原则
对于送电线路来说，要让高压送电线路提高供电的可靠性，就必须解决雷击跳闸这一问题。目前，人类对大气的雷电活动还不能准确预言，并且随机性和复杂性是大气雷电活动的两大特点，导致人类对于输电线路雷害的认识还不够全面以及详细，许多领域还没有涉及。所以综合以上因素，在进行高压送电线路设计时，要因地制宜地考虑每条线路的具体情况，再进行安全、经济、质量的比较，选择最优方案，再辅以避雷设计，以此来提高供电的可靠性与安全性。但是目前的雷电防护手段还是依赖传统的技术措施，没有创新，所以想要运用好，就必须根据地区的地貌、地形、环境、地址以及土壤状况和接地电阻进行实地考察，看哪种方案最合适与当地运用，找到可能引起雷电的因素以及其中的缺陷，并找到解决之策，运用到实际中，减少因为雷电所造成的供电困扰。
2雷击造成高压送电线路跳闸的原因分析
2.1送电线路绕击现象
送电线路的安全稳定运行以及各项试验与实际检测可知，雷电绕击率的影响因素众多，其中包括避雷线对边导线保护角以及地形条件与杆塔实际高度等。山区地形条件下，送电线路绕击率明显更高，因此设计时势必会存在高度跨度相差较大的档距，这也成为耐雷能力较弱的部分；部分地区雷电现象频发，导致部分线路受到雷击情况较为严重。
2.2高压送电线路雷电反击
在雷雨天气时，如果雷电击中了线路的杆塔或者避雷线，电流就会通过线路杆塔和接地体流入大地，不会对周边环境产生不良影响，虽然如此，但是在雷击产生的电流流过线路杆塔和接地体时，由于电流相对增大，就会导致塔体电压增大，塔体电压与导线电压会产生感应过电压，其中，当产生的感应过电压大于送电线路的绝缘闪络电压值的时候，该送电线路就会产生反击闪络，让送电线路出现跳闸的情况。如果塔杆顶部或者避雷线被击中，雷击电流就会通过接地与塔体流入大地，不会对周围环境产生影响;但是，塔体的内部电压因为雷击电流的流过而有瞬间增高的趋势，致使同一导线中产生感应电流，而感应电流一旦超出一定范围就会出现绝缘闪络，进而引起线路跳闸。
3高压送电线路避雷设计
3.1提升线路的绝缘水平
高压送电线路绝缘子的放电电压情况,在一定程度上会影响到高压送电线路发生雷击的概率。上文中也提到,一旦发生雷击,杆塔的电位与相导线的感应过电压之间产生的电位差超过该区域的高压送电线路的负荷,使得线路的绝缘闪络电压不能承受产生的电位,就会造成高压送电线路跳闸。因此,有效提升高压送电线路的绝缘水平,可以间接地提高高压送电线路的抗雷击能力。另外,加强对线路零值绝缘子的检测工作,能够在很大程度上确保高压送电线路的绝缘能力与水平,从而达到有效抗击雷电的效果。
3.2架设避雷线
架设避雷线避雷设计，在送电线路应用较为普遍，避雷线可以有效防止雷电对导线部分造成雷击，还可以对电流进行有效分离，减小杆塔存在的实际雷电电流，从而减小塔顶位置存在的实际电位。耦合导线，则能够减小绝缘子存在的有效电压；屏蔽导线，可以降低导线实际存在有效感应过电压。通常情况下，线路电压较高时避雷线实际效果较为明显，与此同时，避雷线成本相对较低。规范标准明确要求，高压送电线路避雷线设置应进行全线设置。为增强避雷线屏蔽导线的实际效果，使雷电无法绕过避雷线对导线造成雷击，需减小绕击率。避雷线边导线保护角范围需规定为20°～30°之间较为适宜，高压线路设置为20°上下较为适宜，特高压线路以及超高压线路设置应不高于15°为适宜。
3.3降低杆塔接地电阻
输电线路的耐雷水平与接地电阻之间是反比关系，所以只有将降低杆塔接地电阻并辅以架设避雷线，两种方式相互配合，才能够有效增强输电线路的防雷性，换言之也就是通过降低雷击对输电线路的过电压作用，从而达到防雷的作用。此时，只能采用增设接地装置的方式来降低杆塔的接地电阻，通过引用外接地的装置或是将接地线连续伸长，发挥其耦合作用。一般情况下，如果采用连续伸长接地线来降低杆塔接地电阻，将1－2根接地线埋设在沿线的路边，还能将其与下一基塔的接地装置向连接，在这种情况下，对工频接地电阻值没有要求。由于山区的线路所在区域土壤的电阻率较高，针对此种不可逆现象，只能采用降阻剂、挖深接地槽的方法来改善接地土壤的电阻率，以此来将接地电阻超规的杆塔的接地电阻降低到规程规定的范围内，并且对全线杆塔的接地电阻还要定期检测，即每五年摇测一次，而变电站的接地电阻则需要每两年进行遥测一次，若发现不符合规程的则需要进行更换。
3.4在一定范围内,降低高压送电线路杆塔接地电阻的阻值，高压送电线路杆塔的接地电阻阻值的大小,在一定程度上也会影响到高压送电线路对于雷电的抗击能力。杆塔的接地电阻阻值越小,高压送电线路对于雷电的抗击能力就越强,两者之间呈现出一种反比趋势。有关部门可以根据每个区域高压送电线路杆塔周边的土壤电阻情况,在一定范围内降低高压送电线路杆塔接地电阻的阻值大小,以确保在最大程度上提升高压送电线路对雷电的抗击能力。降低杆塔接地电阻的阻值,是提高高压送电线路抗击雷电能力最有效、最经济的措施。
结语
为降低雷电灾害事故产生，设计阶段需对送电线路途经地区的自然情况、地形条件、雷电现象、土壤电阻率等情况做出充分的了解与掌握，并按照已经架设送电线路稳定运行的实际经验等，采取对比的方式选取科学合理高效的避雷设计，增强送电线路防雷能力。雷电是较为复杂且随机性较高的自然现象，需电力各个部门进行紧密协作配合，避免雷电灾害事故发生的频发，提升送电线路稳定运行的可靠性。
参考文献
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