浅谈配网电力线路防雷管理

2021-12-03云南电网有限责任公司昆明供电局

电力设备管理 2021年5期

云南电网有限责任公司昆明供电局范玮王翔周鹏

电力线路的绝缘水平并不能保证普遍很高，所以在被雷电击中后出现闪络不可避免，冲击闪络还会转化为工频电弧，最后导致电力线路出现短路，从而出现跳闸短路事故。

1 配网电力线路遭受雷击类型

配网电力线路被雷电直接击中。在配网电力线路中产生的大气过电压包括自击雷过电压和感应雷过电压两种主要类型，其中感应雷过电压就是在雷电击中配网线路附近的地面后，产生了电磁感应而导致的一种过电压；自击雷过电压是在雷电直接击中配网电力线路后产生的一种电压。根据性质上的区别，也能将受到雷击的配网线路所产生的故障分为反击闪络和雷电绕击，结合配网电力线路的运行经验，配网电力线路所遭受的所有雷击中自击过雷电压所导致的危险性最大。在防雷措施的实施过程中，一般需针对不同种类的破坏采取不同的防护策略，保证电网的安全。

配网电力线路受到雷电绕击。结合配网线路的试验模拟结果和现场实测的运行经验，配网线路遭受雷电绕击的几率较低，受到地质条件等因素的作用较明显。比如在电力线路途径地质条件特殊、地形比较突出、避雷线的导线保护角较大、塔杆高度较高的位置就容易遭受雷电的绕击。通常山地的电力线路遭受的雷击一般在平原的两倍以上，原因在于山区的线路架设中杆塔的高度、档距、跨越幅度等都较大，如线路没有足够的抗雷能力且雷电活跃度很高，就容易出现雷击问题。

配网电力线路遭受雷反击。雷击发生后，如果雷电的电流经过避雷线传到避雷杆、且讯速传送到接地和塔体时，会导致塔杆的电位高度瞬间上升，而且会造成导线过电压的情况。在一瞬间会导致过电压和塔体的点位合成电流，如超过输电线电压就可能出现反击闪络。

防雷管理工作的重要性。雷电对配网线路的稳定运行有着明显的破坏，且会给电力系统运行带来巨大损失，因此必须做好对配网电力线路的防雷管理工作，才能避免电力企业有过高的经济损失，而且由于电力线路都高于地面，再加上一般都在空旷区域且较长，因此很容易在雷雨季节出现雷击问题。线路遭受雷击往往会导致较严重后果，不仅会影响线路自身的运行，还会对发电厂、变电站的正常运行造成影响[1]。为此必须做好对线路防雷管理工作，保证配电系统电力线路的可靠性，满足安全供电的要求，还能避免配电系统内部的电力设备出现损坏，避免直接经济损失，具有极高的社会意义和经济意义。

2 配网电力线路防雷技术

为避免配电系统因受到雷击而导致跳闸，需从设计、建设到运行的全面控制，有效利用过程管理的方式以保证防雷措施的针对性和有效性。目前针对电网的运行一般会使用以下技术。

改造避雷线。对于10kV及以下电压等级可采用架设避雷线的方法，同时也要根据电压情况确定避雷线的保护角。通过降低避雷线的保护角能避免雷电的绕击，尤其是山区位置，应严格遵守小保护角的原则，以及确保两根避雷线间的距离要在导线和避雷线间垂直距离的5倍以内。山区线路必须做好对保护角的控制，以及适当增加杆塔高度和避雷支架的宽度，从而避免绕击率增加。

自动重合闸。在出现雷击闪络后，绝大多数线路在跳闸后可迅速恢复之前的绝缘性能，拥有较高的重合闸概率，证明自动重合闸可有效消除雷击故障问题。而为避免雷击所导致的工频电弧烧伤、烧断导线，需尽量采取快速继电保护的方法，防止跳闸时间过长。

安装线路型氧化锌避雷器。在输电线路的杆塔遭受到雷击时，会有一部分电力经过避雷线进入相邻杆塔，还有一部分会经过塔体进入地面。在雷电流超过一定数值后避雷器也会加入分流的作用中，其中大部分雷电流会从避雷器流入到导线，然后再传送到相邻杆塔并流入大地[2]，如导线受到雷击会有大量电流途径避雷器进入地面。避雷器拥有钳位电作用，在雷电电压的作用下，避雷器会在绝缘子之前放电，在放电后可恢复其绝缘性能，避免绝缘子出现闪络，从而达到保护绝缘子的目的。

控制杆塔的冲击接地电阻。对于在高土壤电阻率的地区，可使用加长型的接地极从而降低接地电阻，如果地区的土壤电阻率较低，就可使用塔杆和拉线等进行自然接地。

增加预设放电棒或负角。先制作一组预放电棒和导线之间形成间隙，安装在导线悬挂点上方，且控制预放电棒的方向和导线的方向保持平行。如线路受到雷击，管线的间隙会在绝缘子串之前放电，以及利用预防电棒发挥引流作用，达到降低绝缘子串闪络的目的[3]。负角保护就是在横担边导线的悬挂点外侧安装向水平方向两侧张开的避雷针，可有效控制边相导线对绝缘子的冲击作用，并能降低绕击的概率。缺点在于线路的干弧距离减少，造成线路的跳闸概率增加。

增加耦合地线和防雷拉线。通过在导线的下面增加一条耦合地线能提高耦合系数，让杆塔两侧充分分流。使用该方法较适合在重雷区易击点使用。在架设具有防雷作用的塔顶拉线时，还需使用单独的接地装置，保证其能在结构上不承受张力的作用，且可将塔身的电感降低，并具备一定分流作用。利用该项措施能在安装后可能导致线路的防风能力降低，所以需结合当地的风速合理使用。

提升杆塔的绝缘水平。在地势较高的突出位置，以及前后有较大档距和高度较高的塔杆，需做好防雷保护工作[4]。由于塔杆受到雷电绕击的概率和自身的高度成正比，所以塔杆提高就更容易出现绕击的情况，且在雷击时也会产生非常大的反击电位差，在事故之后很难有效维修。所以应使用增加绝缘子片数、加强避雷线对边相导线保护的方法。

3 配网电力系统防雷管理方法

3.1 做好对技术资料的管理

技术资料的管理工作中，应先完善中压防雷设备台账、相关技术资料、技术档案的整理工作，包括配电系统在工程建设、施工、工程验收基础材料内容，以及在工程运行过程中进行的故障缺陷处理，工程大修改造、交接和预防性试验报告、开挖检验报告、运维技术资料等，必须要确保所有资料具有足够的完整性和连续性，以及提升资料的准确性，形成从生产到技术、再到运营维护工作的所有技术档案。

为有效使用防雷装置，就需做好对防雷装置基本信息的收集工作，包括设备制造厂家、制造日期、运行参数等，以及防雷装置的出厂报告。对于工程建设的资料，需提供交接有关资料，包括质量证明、设计变更或施工证明文件、施工安装记录、地下隐蔽工程检查验收记录、交接验收检验报告和其他附加文件等[5]。同时也要做好对日常巡视所产生文件的整理，做好对设备故障和维修情况的记录、改造记录等，整理在设备进行大改时的方案图纸、施工记录、验收记录和竣工报告；对于接地装置要提供预防性试验报告，以及在出现紧急情况、装置有严重缺陷时的改造记录。

3.2 防雷系统的运行分析

必须加强对防雷系统的运行分析工作，保证管理效果，例如对于年度雷击跳闸在3次以上或雷击断线的线路，必须充分分析故障原因并形成书面性报告。而且要做好对线路雷击跳闸率的总结，以及分析当前防雷工作存在的问题。

3.3 做好巡视维护工作

日常工作中就应保证巡视工作的总体效果，在雷击季节临近日期应加强日常巡视，加强对防雷装置、高压引线和接地情况的全面巡视，如发现有设备不满足要求，就要及时进行修复，提升设备的性能，尤其是要对一些故障后的装置做好更换。对于配网电力线路系统的接地装置，应采用周期性接地电阻测试的方式满足要求；巡视过程中如发现配电系统防雷不合格要发出要求整改，或通过引进新技术来改善接地装置的性能，满足工作要求。