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雷击输电线路有哪几种形式?雷击输电线路造成什么故障?

于 2025-12-29 15:17:31 发布


  输电线路,作为现代工业社会的“动脉”,纵横跨越山川湖海,将能量从发电厂源源不断地输送至千家万户。然而,这些暴露于广阔天地间的“钢铁长龙”,也时刻面临着来自大自然的严峻挑战,其中雷电无疑是最具破坏性的力量之一。雷电以其无与伦比的能量和瞬发特性,对输电线路发起着多维度的攻击。深入理解雷击输电线路的具体形式,以及由此引发的连锁故障,是提升电网韧性、保障能源安全的关键所在。

雷击输电线路造成什么故障

  一、雷击输电线路的四种主要形式

  雷电与输电线路的相互作用,并非简单的“一击即中”,而是呈现出多种复杂的物理形态。根据雷击点与线路结构的相对关系,主要可分为以下四种形式:

  反击:来自塔顶的“背叛”

  这是最常见的一种雷击形式。雷电并非直接击中带电的导线,而是击中了线路顶部的架空地线(避雷线)或铁塔塔头。此时,巨大的雷电流需要通过铁塔塔身泄放入地。如果铁塔的接地电阻过高,电流无法顺畅流散,会在塔顶产生一个极高的瞬时对地电位。这个电位可能远远超过线路绝缘子的耐受电压,导致电流从高电位的塔体“反向”击穿空气间隙,闪络到电位相对较低的导线上。这个过程如同堡垒的内部守卫倒戈一击,故称“反击”。反击的严重程度与接地电阻值、雷电流幅值和线路绝缘水平直接相关。

  绕击:防线的“致命漏洞”

  架空地线的核心使命是拦截雷电,为下方的导线提供一个“保护伞”。然而,这个保护伞并非天衣无缝。当雷电从侧面以较小的角度袭来,或是在某些地形复杂的区域(如山区),雷电有可能“绕过”架空地线的屏蔽,直接击中下方的导线。这种现象称为“绕击”。绕击的发生概率与线路的保护角设计、地形地貌以及雷电流的陡度等因素密切相关。随着电压等级的升高,线路绝缘水平增强,反击的概率降低,绕击反而成为超高压线路雷击跳闸的主要原因。

  直击导线:最猛烈的正面冲击

  在没有架空地线的较低电压等级线路上,或者当雷电绕击成功时,就会发生雷电直接击中导线的情况。这是能量最集中、破坏力最强的一种雷击形式。巨大的雷电流直接注入导线,形成的过电压极高,几乎必然导致绝缘子闪络,甚至可能直接熔断导线,造成永久性故障。

  感应雷:无形的电磁冲击

  当雷电击中输电线路附近的地面或物体时,虽然未直接接触线路,但其主放电通道周围瞬变的强大电磁场,会在导线上感应出过电压。这种过电压称为感应雷过电压。其幅值通常低于直击雷和反击,但对于绝缘水平较低的配电线路而言,同样足以引发绝缘子闪络。感应雷的影响范围较广,是导致中低压配电网频繁跳闸的一个重要因素。

雷击输电线路造成什么故障

  二、雷击引发的典型故障

  无论以何种形式发生,雷击对输电线路的最终攻击结果,都体现在对设备物理形态和电气性能的破坏上,主要引发以下几类故障:

  绝缘子闪络:防线的瞬间崩溃

  这是雷击最直接、最常见的后果。无论是反击、绕击还是直击,当作用于绝缘子串两端的过电压超过其闪络电压时,空气介质被击穿,形成强烈的电弧放电。这个瞬间的短路通道就是“闪络”。闪络本身持续时间极短,但它为后续故障的发生打开了潘多拉的盒子。

  短路跳闸:电网的自我保护

  绝缘子闪络后,导线通过电弧与铁塔(或大地)形成了稳定的工频短路电流。电力系统的保护装置会迅速检测到这一异常电流,并在毫秒级时间内驱动断路器跳闸,切断故障线路。这是电网为防止设备进一步损坏、避免事故扩大而采取的自动保护措施。我们日常感受到的雷雨天气停电,很多时候就是这种“瞬时故障”导致的。

  线路永久性故障:难以愈合的创伤

  在某些情况下,雷击造成的损伤是不可逆的。强大的雷电流可能直接熔断截面积较小的导线;持续的工频电弧可能灼烧、炸裂绝缘子,使其丧失绝缘性能;或者雷击引起的连锁反应(如断线落地)导致严重的永久性接地故障。这类故障无法通过自动重合闸恢复供电,必须由抢修人员现场查找并修复后,才能恢复送电。

  变电站设备损坏:向系统内部的侵袭

  雷击产生的过电压波会以接近光速沿着导线向两侧传播,侵入变电站。如果变电站的防雷措施(如避雷器)存在缺陷或配合不当,这股“冲击波”可能穿透防线,造成变压器、断路器、互感器等昂贵且关键的设备损坏,其后果远比线路跳闸更为严重,可能导致大面积、长时间的停电事故。

  雷击输电线路的形式多样,从“背叛”式的反击到“穿透”式的绕击,再到无形的感应雷,共同构成了对电网安全的立体威胁。而其引发的故障,从瞬间的绝缘子闪络到永久性的设备损坏,层层递进,深刻影响着电力系统的稳定运行。想要获取更多防雷相关内容,欢迎拨打咨询热线进行了解!

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