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高压线被雷击中有多危险?

来源:科普中国
发布时间:2020-12-29
浏览次数:87
     2020年8月3日,辽宁沈阳一小区附近,疑似高压电线遭到雷击,现场迸射出大量火花,引燃附近草坪中的杂草,过火面积达到10平方米左右。

                                                            沈阳高压线遭雷击引发火灾(图片来源:央视新闻)

  所幸,这起事件没有造成人员伤亡。但也不禁让我们思考:为什么高压线会被雷劈中?高压线被雷劈中,究竟会带来什么样危险的后果?又有哪些措施来防止高压线被雷劈中呢?

  处在高空,高压线不怕被雷击中吗?

  我们平常所看到的闪电都是蜿蜒曲折的,是因为它总是会走电阻最小的路。当闪电走到离地面一百多米左右的时候,就开始受地面环境的影响,往电阻最低的地方走。生活经验也告诉我们,高耸凸出的建筑,以及地面导电性能好的位置,比如潮湿的土壤或有金属矿物的地方,容易被雷击。


                                                                       蜿蜒曲折的闪电(图片来源:Veer图库)

  高压线铁塔是一个高高耸起的建筑,本身又是由电阻小的金属材料构成,这些特点让闪电尤其偏爱高压线铁塔。说到这里,不免让人担心,高压线铁塔上的高压线,位置又高,会不会也容易被雷击中?

  从结论上来讲,高压线被雷击的风险并不大。这主要得益于铺设高压电线时充分的避雷措施。在铺设高压线时,人们会重点考虑使用某些特殊的装置与措施,帮助高压线躲避雷击。
  
                                                                             高压线铁塔(图片来源:Veer图库)

  高压线身处高空不怕被雷击,是因为有它们

  那么,有哪些避雷装置与措施保护高压线呢?

  不知大家有没有仔细观察过高压线铁塔的结构。铁塔左右两边连接了很多组输电线,同时,在铁塔的最顶端,还有两根线连接。这两根线处在其他所有输电线上,它们就是高压线避雷的第一件秘密武器:避雷线。

                                                                    高压线铁塔上的避雷线(图片来源:百度百科)

  避雷线又称为架空地线,一般是镀锌的铁线,具有良好的导电性能和接地部分。它能把劈向高压线的闪电吸引到自己身上,保护所有处在它下方的输电线。同时。避雷线对感应雷击有一定的屏蔽作用。在铁塔附近,避雷线焊接了一根与大地连接的引线,这样铁塔本身就如同一个避雷针,将闪电全部引入地下的接地装置,使雷电流入大地,从而起到保护高压线的作用。

  避雷线是一个传统而行之有效的避雷方法。随着科技水平的发展,在越来越高的输电要求下,另一种秘密武器应运而生:线路型避雷器。

  
                                                                      线路型避雷器(图片来源:inmr.com)

  线路型避雷器与其说是避雷措施,不如说是高压线被雷击后的一种应对措施。它跟被保护的高压线部分并联,平常的时候电阻很高,电流不会往避雷器里面流动。而当电压过大,超过了避雷器的启动电压时,避雷器会迅速启动变成低电阻状态,让电流通过避雷器放电,从而限制线路电压,有效避免被雷击时电压过大产生起火、跳闸等问题,保护高压线路。 

  除此之外,还有各种大大小小的措施,都是为在闪电下保护高压线而设计。比如降低高压线铁塔的电阻、架设额外的耦合接地线、增加绝缘子片数、在变电站周围架设避雷针等等。在这些措施的保护下,全国各地数不清的高压线才能在电闪雷鸣中岿然不动,保证我们的日常用电所需。

  虽然,高压线有多种保护措施,但是,万一这些设施老化失效,或者在极小概率下,这些保护措施都没起到作用,让闪电直接击中高压线,会造成什么后果呢?

                                                      闪电击中高压线(图片来源:https://electronics.stackexchange.com)

  闪电击中高压线会怎么样?

  一般情况下,闪电直接击中高压线,会导致高压线上电压在一瞬间迅速升高。而在线路型避雷器正常工作的情况下,高电压会通过它放电,让线路的电压在很短时间内恢复正常。因此不会产生什么严重后果,高压线的供电,居民的用电都不会被影响。

  然而,如果没有安装线路型避雷器,或它突然失灵,那么,高压线路上就会产生一个流动的超高压,线路上的很多设备都可能被它烧坏。

  更严重的,还可能把高压线缆击断。2003年9月22日一天内,北京就发生了多起雷击断高压线的事件,2011年4月22日广西南宁的高压线也被雷击击断。高压线抢修难度很高,还具有一定危险系数。因此一旦发生这样的事件,可能造成长达几天的断电。

                                                          广西南宁高压线被击断抢修现场(图片来源:广西新闻网)

  雷击带来的超高压可能导致的另一个结果就是火灾。2014年9月1日,浙江嘉兴的一处高压线就被雷击而导致高压线塔上的设备着火,引发火灾。2016年7月19日在浙江宁波同样发生了类似的事件。这类火灾由于跟高压线相连,无法直接用水扑灭,不仅会给居民的正常用电带来影响,更会带来极大的安全问题。

                                                               浙江宁波雷击导致高压线起火(图片来源:宁波城事网)

  幸运的是,文章开头提到的事件并不是以上提到的情况。实际上,在这个事件中高压线的保护措施正常工作,高压线几乎没有受到损伤,也没有出现高压线断裂的情况,被闪电击中的其实是高压线附近的楼体。建筑楼体的钢筋裸露在外,被闪电击中,由于楼体的接地存在问题,导致大量的电火花产生,从而引燃了草坪的枯草。

  相信看到这里,大家就对高压线防雷击的措施和万一被雷击带来的后果有一些了解了。

  最后也给大家一些出门在外防雷击的安全小提示:

  留意气象部门的预警,雷雨天气减少出门;

  雷雨天气在外时远离建筑外墙、电气设备和金属设施;

  雷雨天气在外时远离大树、电视塔等高耸凸出易吸引雷击的地方,也不要在空旷的地方高举雨伞;

  雷雨天气在外时远离水陆交界处;

  雷雨天气在家时不要使用太阳能热水器;

  雷雨天气在家最好关掉总电闸,尤其不要使用空调,将家用电器插头拔下。

  最后,祝大家跟雷电带来的惊险与破坏绝缘。
知识点问答
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避雷线又称为架空地线,一般是镀()的铁线,具有良好的导电性能和接地部分。
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