DQZHAN技術(shù)訊：輸電線路雷擊架空地線斷線原因分析及防雷措施！
輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。雷擊架空地線斷線原因分析一般而言，對(duì)于輸電線路的故障，雷擊引起的可能性很大。架空的輸電線路被雷擊導(dǎo)致導(dǎo)地線斷裂或是懸垂線夾處斷線。這種故障發(fā)生的原因如下：
1、雷電流的熱效應(yīng)
當(dāng)雷擊架空的地線時(shí)，雷擊點(diǎn)的電流密度達(dá)到*大值，雷電弧的溫度也處于*高值，可能達(dá)到幾千K。一般情況下，當(dāng)雷電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，雷電流引起的熱效應(yīng)不明顯。如果是雷擊導(dǎo)體，雷電雨放電通道接觸時(shí)可以產(chǎn)生無(wú)限的高溫，可以融化金屬，從而導(dǎo)致有些架空地線斷股，直接影響輸電線的正常供電。雷電流的攜帶的巨大能量一般集中在電弧上，但是電弧的作用點(diǎn)太小，雷電流的電弧都直接傳給導(dǎo)地線，引起導(dǎo)地線在瞬間升溫，達(dá)到一定的限度就斷股了。
2、雷電流的沖擊效應(yīng)
在生活中，我們也常見(jiàn)一些雷擊的現(xiàn)象。例如，大風(fēng)大雨天氣里，有雷擊大樹(shù)的情況，抑或是有些重大雷電直接將建筑物的鋼筋混凝土擊穿一個(gè)洞的現(xiàn)象。由此可知，雷擊具有很大的沖擊力，而且是機(jī)械能。對(duì)于這樣的天氣，輸電線處于裸露的自然環(huán)境下，就有遭受雷擊的危險(xiǎn)、如果導(dǎo)地線被雷電擊中，雷電沖擊波攜帶的能量超出導(dǎo)體線的承受范圍，導(dǎo)地線可能直接被打斷。
3、工頻短路電流的熱效應(yīng)
當(dāng)雷擊架空的地線，在線路斷裂的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生絕緣子閃絡(luò)放電。由于地線的桿塔阻力比雷擊放電的桿塔小，當(dāng)雷擊放電接觸的桿塔，幾乎所有的工頻都會(huì)被續(xù)流到架空地線，從而出現(xiàn)短路電流，在一定程度上也提高了雷擊點(diǎn)的溫度。
架空地線短路時(shí)的熱穩(wěn)定只能允許較小的電流通過(guò)，所以容易使導(dǎo)地線斷線。在地線的懸垂線夾處屬于比較薄弱的環(huán)節(jié)，更加容易斷線。
4、設(shè)計(jì)規(guī)程不合理
在短路電流的熱穩(wěn)定中，設(shè)計(jì)規(guī)程需要對(duì)雷電流和短路電流同時(shí)產(chǎn)生作用下的熱穩(wěn)定規(guī)定要求。所以，設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要按照導(dǎo)線和地線之間的*小配合來(lái)設(shè)計(jì)，但是沒(méi)有依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行地線的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。
預(yù)防雷擊架空地線斷線的建議為了保障輸電線的供電**，需要加強(qiáng)架空地線的雷擊預(yù)防。首先，防止雷擊絕緣子掉串的措施，可以在設(shè)計(jì)上進(jìn)行把關(guān)，摒棄瓷絕緣子，可以選擇玻璃絕緣子。并且制定一定的周期檢測(cè)制度，提高零值檢出率，盡可能地較少測(cè)零工作。同時(shí)，在架空地線斷線的研究上，可以增加避雷針引流線，將懸垂線夾的電流進(jìn)行分流，可以選擇GJ-50或是以上的鋼絞線，從而可以提高架空地線的熱穩(wěn)定性。還可以選擇耐雷擊的架空地線，在不同的地形區(qū)采用不同的線路，建設(shè)好具有自然屏蔽的防雷結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)絕緣效應(yīng)。絕緣作為*簡(jiǎn)單的投資，也是卓有成效的防雷措施。還可以改造接地的電阻，嚴(yán)格管理工程質(zhì)量。在山區(qū)，由于雷擊繞擊范圍大，可以采用保護(hù)角。由于不同土壤的電阻率不同，在安裝避雷線的輸電線路的選擇上也應(yīng)綜合考慮，選擇較為合適的。
1、安裝避雷線，降低接地電阻
在架空輸電線中安裝避雷針，是應(yīng)對(duì)雷擊的直接方式。通過(guò)避雷針的分流，減少雷擊對(duì)導(dǎo)線的危害。在生活常見(jiàn)的一種情況是，很多的高層建筑都會(huì)在頂樓安裝避雷針。由于樓層太高，接觸的大氣活動(dòng)更為劇烈，在雷雨天氣*容易接觸到雷擊，所以通過(guò)安裝避雷針，將雷擊的電流傳導(dǎo)到地面，可以降低建筑物的電能量沖擊，盡可能地起到保護(hù)人和建筑物**的作用。同理而論，將架空的輸電線路上安裝避雷針，增加電流的分流效果。當(dāng)線路被雷擊，可以通過(guò)避雷線將能量牽引至大地，此時(shí)的雷電流經(jīng)過(guò)桿塔之后就壓降，接地的電阻變小，能夠反擊的電壓也降低了，從而可以確保線路的**。
在安裝避雷針的過(guò)程中，為了降低桿塔的接地電阻，可以將桿塔設(shè)計(jì)成鋼筋水泥或是卡盤(pán)基礎(chǔ)，抑或是可以增加一些人工接地的物體。在接地體的安裝埋設(shè)中，需要注意土層深度，適當(dāng)?shù)剡x擇接地帶的引接，其長(zhǎng)度*好不超過(guò)62m。而且，對(duì)于土壤的電阻率，需要進(jìn)行一定的檢測(cè)，必要時(shí)要進(jìn)行換土處理，或者是選用一些化學(xué)物理進(jìn)行降阻。
2、減少雷擊跳閘的保護(hù)措施
在電力網(wǎng)的建設(shè)中，一般采用中性點(diǎn)消弧線圈接地，還可以選擇某些自動(dòng)重合的裝置，減少因雷擊線路短路跳閘的次數(shù)，從而降低停電的威脅。在地線的選擇上，可以適當(dāng)?shù)卦黾玉詈系鼐€，在雷擊發(fā)生時(shí)可以在桿頂進(jìn)行分流或是耦合，從而直接降低雷擊跳閘的次數(shù)。在設(shè)置耦合地線時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)算，合理設(shè)置導(dǎo)線和地面的距離。所以，耦合地線的安裝一般是避雷線和接地電阻的安裝都不能成行的時(shí)候，才建議使用耦合地線。
加強(qiáng)線路的絕緣效果，可以很好地提高輸電線的耐雷水平，對(duì)于降低線路的跳閘次數(shù)的減少很有用處。對(duì)于特殊地形區(qū)的高桿塔，在設(shè)置其接地電阻前，需要適當(dāng)?shù)卦黾咏^緣補(bǔ)償。按照設(shè)計(jì)規(guī)程的相關(guān)要求，加強(qiáng)線路的保護(hù)。這其中有個(gè)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。如果桿塔超過(guò)了40m，在每10m的高度增加上，需要同時(shí)增加一個(gè)絕緣子。由于目前的輸電線路普遍采用的是降低塔體，從而更好地發(fā)揮接地電阻的作用。但基礎(chǔ)我國(guó)的地形多樣的緣故，這種方式只適合于平原地區(qū)。在山區(qū)的接地電阻的設(shè)計(jì)上，可以適當(dāng)增加地線與區(qū)域內(nèi)土壤的接觸面積，從而盡可能地降低電阻率。
