線路防雷技術在輸電線路設計中的應用

袁偉東 趙樹禹 李全焜

摘要：近年來，隨著我國經濟的快速發展，社會各界對電力的需求也在不斷增加，這促進了輸電線路規模的擴大。然而，在建設電力系統的過程中，很多輸電線路都是露天安裝的，它們很容易受到自然環境的影響。其中，雷電危害就是重要的一種，它會嚴重威脅輸電線路的運行安全。因此，在設計輸電線路時，應用防雷技術有十分重要的現實意義。

關鍵詞：雷電危害;防雷技術;輸電線路;桿塔

一、輸電線路引發雷電的原因

1.1地理環境

雷擊活動多發生在山區地帶，由于山區地形起伏，氣流活動頻繁，且森林覆蓋面積廣，雨水豐富，在輸電線路設計時受到氣候影響的較大，特別是一些縱深山谷地帶、傾斜山坡、沿海地區，所以在山區和沿海線路的輸電線設計時要注重當地地理環境，對于一些不良的因素要充分地進行考慮。

1.2線路桿塔高度

雷擊主要是使大地感應電荷和雷云中的電荷，雷云中的過電壓是通過線路桿塔建立放電通道，導致線路擊穿，因此要注重以下問題：（1）塔身的電流和電感程度加大，反擊的電壓和電路就減少;（2）導線閃爍程度的大小是由線路間距的不均衡造成;（3）相鄰桿塔的分流會導致分流作用的大幅度降低。

1.3土壤電阻率

一般的桿塔和接地的電阻兩者有著密切的關系，對于高山、巖石等地形結構比較復雜的地區，應當把工作重點放到巖石和土壤的分層上。如果遇到雷擊塔頂現象，因為接地電阻很小，就有可能造成反射現象，與山區線路對比，平原和丘陵地區的線路可通過降低接地電阻來減少雷擊的可能性。

二、輸電線路防雷設計

2.1在線路上裝置避雷器

在輸電線路上裝置避雷器后，一旦雷電將輸電線路擊到后，雷電產生的電流將進行分流，有一部分通過塔體直接導入地下，還有一部分將借助于避雷線導入到周邊的塔桿上，當雷電流超出規定數值時，避雷器將自動在分流中發揮作用。避雷器的殘留電壓低于一半，就算雷擊產生的電流不斷增加，留存的殘壓也不會產生危害。在詳細講就是，輸電線路設置避雷線以后，在雷電擊中輸電線路后，避雷器將把一大部分的雷電流傳導到塔桿，而雷電流在途徑導線和避雷線時在強烈的電磁感應效果下出現合分量，進而導線的電位將被推高。

2.2選用合理的輸電線路路徑

因為各地域自然環境存在差異化，遭到雷擊的事故的可能性也存在諸多不同。那些屢屢遭受雷電襲擊的區域，那么，自然行業不是鋪設線路室最恰當的選用手段。

首先，被譽為“雷暴長廊”的山川峽谷區域;其次，地下埋藏著具有導體屬性的礦物或地下水位高的區域;再次，圍繞山川的潮濕低洼盆地，特別是其四周都有連綿的山脈或茂密叢林、深淺不一的水塘、大型水庫等的鐵塔周邊尤為危險;最后，發生過土地電阻率突變或突變頻率過高的區域，都具備低土質性電阻的特點，例如，地質的斷層處或溪水流經的山谷等點地。

1.3中性點非有效接地方式

據相關數據表明，在電力系統發生的事故或故障中，一半以上都是單一方式相接地。當中性點不接地系統中有單項接地發生故障時，依然將維系其三相電壓的平衡，并不影響供電的持續性，能夠給技術人員充足的時間去找到故障的發生點并及時進行修復。

三、防雷技術在輸電線路設計中的應用

3.1選擇優質的輸電路徑

輸電線路特別容易受地理環境和天氣變化的制約，從而造成對其日常運作的危害。所以，在輸電線路的施工階段，一定要盡量不讓輸電線路途徑山谷、山坡等比較險峻的特殊地勢地形，從而使其能降低輸電線路遭雷擊的概率。同時，在完成輸電線路架設工作時，施工前還要嚴密勘探當地的地形和土壤特質，以避免因為地下水位高，或地表下面存在有十分豐富的導電礦物質，減少了桿塔在輸電線路與地表之間的電阻，引發雷電電壓短期內迅速提升的問題。

3.2科學合理設置避雷裝置

（1）設置避雷線時一定要高度重視線路的規范合理化設計，尤其要充分掌握改線路的重點，能對輸電線路與桿塔中所負荷的電流進行有效降低，避免出現輸電線路被雷電擊中的事故放生。此外，還一定要遵循成本投入和經濟效益均衡的目標，只針對輸電線路中所輸送的電流電壓在大于35kV的線路完成裝置避雷線的施工，針對輸送電流達到220kV的輸電線路，還要為其安裝兩條甚至多條避雷線路，從而滿足對線路中電流分支的需求。

（2）運用負角保護針，完成對桿塔架設輸電線路保護。不僅要運用避雷線路外，還要根據被桿塔架設在空中的線路，還能在線路與桿塔接觸的地方設置負角保護針，其主要是作用是確保能縮小線路被擊穿的極限距離，從而有效發揮對整體線路的保護作用，最終使輸電線路能完美的屏蔽外部電流的影響，尤其是山坡、山洞等復雜地質條件下，通常能選用的裝置距離不超過3m，再安裝在輸電線路上。

四、輸電線防雷技術的工作重點

4.1確立管理目標并及時杜絕雷擊隱患

關于加強和改進輸電線路防雷措施方面，需要工作人員明確管理目標和重點保護范圍。對于十分復雜的線路或雷擊事故發生頻繁過高或人群較為集中的區域實現重點防雷措施保護，在安裝防雷裝置前要精準探測和分析當地環境和地質條件。

4.2規范測試方式

加強和改進防雷技術已經成為目前電力領域內高度重視的核心問題，所以，運用最先進的防雷技術是必然需求。使用電阻檢測儀器和技術這種傳統的方式已經都要被淘汰了，關于這方面的改造和對事故發生的分析都是測試方法中需要改進的關鍵內容。

4.3采取針對性措施

很多地方出現的雷擊事故比較嚴重，而且屢屢發生，所以，根據這些地區的防雷技術重點分析輸電線路的抗雷擊性能的強弱，比如：輸電線路大跨越式、架空線路、輸電線路之間的大檔距或大高差等問題，針對以上特點制定詳實可行的防雷技術方案，加強對頻發地區的防雷設定管理。

五、結束語

雷擊是影響輸電線路安全的重要因素，所以，提高輸電線路的防雷能力是十分重要的。在設計輸電線路時，要結合線路的實際情況，考慮地形環境、氣候等多方面的因素，合理運用各種防雷技術，有效提高輸電線路的防雷能力，避免發生雷擊事故，以保證輸電線路的運行安全。

參考文獻：

[1]邱鳳蓉.線路防雷技術在輸電線路設計中的運用[J].中國高新技術企業，2014（18）：144.146.

[2]吳璽.線路防雷技術在輸電線路設計中的運用[J]西部廣播電視，2014（18）：177，179.

（作者單位：國網青海省電力公司海東供電公司）

作者簡介：袁偉東（1980.8.28），性別：男;籍貫：黑龍江;民族：漢;學歷：本科、;職稱：工程師;研究方向：輸電線路運維與檢修。