摘要：本文通过对送电线路雷击跳闸原因的分析，为提高线路耐雷水平提出合理经济的方法措施。
关键词：送电线路；雷击；降低电阻值；安装避雷器
在当今社会飞速发展的今天，对各种资源和能源的需求也在不断的加大与增加，特别是随着我国经济的高速发展对电能的需求也是与日俱增，对电量需求的加大不光对发电企业的电能生产能力造成巨大考验也同样对高压、特高压送电线路的输送能力和输送可靠性提出了更加严苛的要求。对于我们送电线路来说，提高供电的可靠性和经济性就成了迫在眉睫的首要任务。而送电线路由于是处在自然环境中，线路长经过许多地形复杂、环境恶劣的地方所以面临很多的自然灾害的影响破坏，造成了送电线路的多种多样的故障跳闸，本文对送电线路中遇到的雷击跳闸故障和预防措施进行分析。
我们雅安石棉地区地理环境多为地势险要的高山大川、山谷河流地段，因此处于我们山区的送电线路大部分杆塔都是架设在山脊河谷之间，地势孤立突出，山区雷电活动相当频繁，线路故障中雷击跳闸所占的比例很大，这就加大了运行维护人员的巡视查找故障的难度和强度，为提高送电线路的供电可靠性减少跳闸率，降低运行维护人员的工作强度，因此对架空送电线路的防雷保护措施的要求很严苛。
针对我们山区独特的地势送电线路的防雷措施主要使用架设架空地线，部分杆塔加装避雷针，在运行维护中对杆塔的接地电阻进行测量发现接地电阻值不合格的进行降低接地电阻值的整改。由于防雷措施过于简单单一因此无法满足防雷的要求。而使用其他保护措施比如提高线路绝缘水平而增加绝缘子片数、安装耦合地线等又对地理环境要求高，施工难度大而不能完全用于实际线路安装，就像经常采用的增加绝缘子片数来提高线路的绝缘水平来达到提高耐雷水平。但是这种方式只能提高线路对于反击雷的预防效果，但是对于绕击雷的作用却几乎没有，并且增加绝缘子片数也受限制于杆塔的设计尺寸、对地、对树木的安全距离，因此增加线路绝缘水平是很有限的。安装耦合地线虽然可以很好的屏蔽线路导线裸露在大气中的大部分，但是安装耦合地线对线路杆塔的强度要求高，而且不适合在山川峡谷地段使用。因此寻找不受地势、杆塔强度等外部条件限制的防雷措施就变得有些迫在眉睫。安装线路避雷器、降低接地电阻值相结合的方式对外部条件要求不高的方法对防止降低送电线路遭遇雷击造成跳闸事故的几率有着很显著的作用。
一、线路雷击跳闸原因分析
送电线路雷击跳闸事故与以下几个外部原因：杆塔的接地电阻值、架空地线的保护角、线路绝缘子的一半放电电压、雷电流强度。针对造成送电线路雷击跳闸的原因进行分析主要有以下几种：
（一）线路遭遇反击雷造成的闪络跳闸。当雷电流直接击在杆塔顶部时，雷电流流过塔身、接地装置时，由于杆塔本体、接地体都有一定的电阻存在，虽然雷电流持续的时间非常短只有几毫秒但是雷电流高达几十上百万安倍，根据欧姆定律U=IR得出此时雷电流对杆塔本体、接地体将会感应出一个相当大的瞬间电位，这个瞬间电位可能将达到几百万伏，这个感应电位远高于了杆塔绝缘子的闪络电位此时绝缘子就会发生闪络击穿放电，而造成线路瞬间的单相接地短路而发生线路跳闸。
（二）线路遭遇绕击雷造成的跳闸事故。造成线路雷电绕击的概率与线路地线的保护角的大小、与杆塔高度、杆塔所处的地形有着密切关系。
通过以上两点分析降低线路雷击概率的方法有：降低杆塔接地电阻值、减小地线的保护角度、提高线路绝缘强度。而我们在实际工作中通常采用对杆塔接地网的整治如增加接地网的敷设长度接地网尾端埋设铜包钢探针、在塔顶加装避雷针、对雷电流活动较强烈区段的杆塔增加绝缘子片数的方法来提高线路的耐雷水平。
二、送电线路的防雷方式
根据送电线路雷击跳闸的形成原因，我们就可以对送电线路处于雷电活动频繁强烈区段的杆塔使用不同的防雷方式，现在我们所使用的防雷措施主要有：
（一）降低杆塔的接地电阻值。前面已经分析了雷击杆塔时雷电流在杆塔上将产生很大的感应电位，而感应电位的大小直接关系到线路绝缘子是否会被击穿而发生闪络跳闸，当杆塔本体电阻值不变时，感应电位的大小与接地电阻值的大小成正比，接地电阻值的大小直接关系到线路的耐雷水平的高低，接地电阻值越大，线路耐雷水平越低。因此降低线路杆塔的接地电阻值是提高线路耐雷水平的最直接有效最经济的方法。
（二）增加雷电活动频繁、强烈区段的杆塔绝缘子片数，提高该区段线路杆塔的绝缘强度，及时对损坏的绝缘子进行更换，对多雷区杆塔复合绝缘子串更换为玻璃钢绝缘子。
（三）对多雷区线路杆塔使用线路避雷器。线路安装避雷器后当线路遭遇雷击时，杆塔与导线之间的电位差大于线路避雷器的动作电压时，此时避雷器处于工作状态进行分流，从而保证了线路不发生闪络。
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三、提高送电线路的耐雷水平减少线路雷击跳闸的频率
我通过多年来对我输电线路班组管辖的多条110kV、220kV线路所遇到的多次雷击跳闸事故分析，对提高线路的耐雷水平主要采用的方法就是降低线路的接地电阻值和安装线路避雷器这两种方法。下面我就对降低线路的接地电阻值和安装线路避雷器来提高线路耐雷水平的方法进行分析。
（一）降低线路杆塔的接地电阻值
1.要降低线路的接地电阻值，就要清楚线路接地电阻值增大的原因：
（1）处于坡地的杆塔所埋设的接地网在雨水的不断冲刷下，接地网所覆盖的泥土减少造成接地网的外露减少与大地的接触面积。
（2）由于接地体埋设的外部环境造成接地网的不断锈蚀、腐蚀造成接地体的截面积减小而导致接地电阻值增大。
（3）由于人为活动造成的接地引下线、接地体破坏被盗等外力破坏。
送电线路的耐雷水平的高低与杆塔的接地电阻值的大小成反比，根据各基杆塔所处的不同土壤电阻率来尽可能的降低杆塔接地电阻值来提高线路耐雷水平是最直接、最有效、最经济的方法。
2.降低线路的接地电阻值的方法
由于我们班组所运行的送电线路大多处于高山河谷地段，地质构成多为岩石少土土质，所以大多数杆塔的土壤电阻率特别大达到2000欧.米以上。因此降低杆塔电阻值就变得难度很大，我们一般在对杆塔地网进行整改时采取的方法有下面几种方法：
（1）用镀锌扁铁代替镀锌圆钢，增大接地体与土壤的接触面积，虽然施工难度加大了但是降低接地电阻值的效果却是很明显的。
（2）遇到地质是岩石无土的杆塔地网埋设利用镀锌圆钢向土质较好的地方延伸埋设接地网，在接地网间隔5米打入铜包钢地针。
（3）增加杆塔埋设深度，在耕地埋设深度增加到80厘米；非耕地增加到60厘米；山地埋设不的小于30厘米。
（4）对接地网的焊接点先清理干净再做防腐措施刷防锈漆。
（5）对于两点接地的铁塔进行两点改四点的整改，增加接地体的敷设延伸根数。
（6）每根敷设延伸出去的接地体间隔距离不得小于5米，以减小相邻接地体之间的屏蔽作用。
（二）安装线路避雷器
线路避雷器保护线路遇雷击不跳闸的工作原理：当雷击杆塔时，雷电流被杆塔本体和杆塔地线分流为两部分。一部分经杆塔本体、接地体流入大地；另一部分经杆塔地线分流到相邻杆塔再由相邻杆塔接地体引入大地。当雷击塔顶时雷电流与塔顶形成感应电位，杆塔电位与导线上的电位差值大于绝缘子的50%放电电压时，绝缘子将会发生塔顶与导线的闪络放电。因此线路的耐雷水平与雷电流强度、绝缘子50%放电电压、接地电阻值三个因素相关。雷电流强度与大气条件和地理环境有关这是我们人力所无法控制的，绝缘子的50%放电电位也是固定的，降低杆塔接地电阻值我们前面就已经进行了分析，此时在
线路上安装线路避雷器就成了另外提高线路耐雷水平的方法。加装了线路避雷器后，在线路遭到雷击时，雷电流的分流将会发生改变，一部分雷电流从线路地线分流到相邻杆塔，一部分有杆塔本体和接地体进入大地，当雷电流达到避雷器的动作幅值时避雷器动作将大部分的雷电流由避雷器进入导线，再由导线进入相邻杆塔。雷电流在经过导线和地线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线与地线上产生耦合分量。由于经过避雷器分流进入导线的雷电流远远大于地线上的雷电流，经过这样的分流耦合作用就使得导线上的电位提高，所以就很大程度的降低了导线与塔顶的电位差，使导线与塔顶的电位差小于了绝缘子串的50%放电闪络电压，绝缘子串就不会发生闪络造成线路跳闸。
送电线路上使用的线路避雷器主要有无间隙型和带串联间隙型两种。无间隙型避雷器，避雷器直接与导线接触连接，具有吸收冲击能量可靠、无放电延时、线路正常运行操作时不带电，但是当避雷器老化、损坏时由于直接与导线接触将会发生安装相短路，造成额外的线路跳闸事故。
结束语：通过对送电线路雷击造成的跳闸原因分析，和我们所采用的应对方法措施，我们要全方位的考虑送电线路所处地区的雷电活动强弱、地理环境特点等情况，合理经济性的选择具体的防雷措施。以此来提高送电线路的耐雷水平，提高送电线路的供电可靠性，减少事故跳闸率，提高送电经济性。
参考文献：
1.架空送电线路运行规程
2.110-500kV架空送电线路施工及验收规范
3.11-046职业技能鉴定指导书送电线路
作者简介：
杨勇（1979-）男，汉族，大本，送电线路技师，主要从事220kV输电线路运行与维护。
论文作者:杨勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：杆塔论文; 线路论文; 避雷器论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 导线论文; 电阻值论文; 《电力设备》2018年第25期论文;