基于輸電線路設計與運行中的防雷措施研析

王宇

【摘 要】 由于雷電電壓比較高、電流比較大，對現有的輸電線路造成很大威脅。本文通對雷電對輸電線路造成的危害進行分析，并且從輸電線路的防雷設計以及后期運行維護所需要采取的技術措施來提高現有輸電線路的防雷能力，具有針對性的提出輸電線路運行中的一些安全方法進行分析，以提高輸電線路的整體防雷水平，保證電力系統的安全運行。

【關鍵詞】 輸電線路 設計 運行 防雷措施

由于輸電線路在實際運行中的輸電距離都比較遠，所以輸電線路的架設主要采用的是架空方式，并且架設地域多在野外，這樣也就比較容易出現雷擊現象，由于雷擊造成的過電壓以及過電流會對輸電線路造成很大的傷害，進而造成停電事故，對人們的生活帶來很大的負面影響，因此做好雷電的預防工作具有十分重要的意義。有效的做到防雷首先應該注意掌握雷電的發生規律，通過與相關的氣象部門合作獲取雷電發生的一些具體資料，同時還應該注意做好相關的輸電線路設計工作，合理的選擇輸電線路的設計技術，并且通過實際的設計工作不斷積累相關的防雷經驗，加強對電力輸電線路的保護。

1 雷電對輸電線路造成的危害

雷電是一種十分常見的自然現象，并且在我國的南方地區出現的頻率比較高。盡管雷電的放電時間比較短，大約為0.01秒，但是由于雷電是會釋放巨大的能量，具有極強的破壞性[1]。按照雷電所帶來的傷害進行分類主要包括以下幾個方面。雷電所能夠釋放的沖擊電壓在瞬間能夠達到數十萬伏，在釋放能量的短暫時間里能夠機會絕大多數的電力設備，由于過電壓還有可能導致電力設備的起火現象；并且由于雷電帶來的高電流能夠在附近產生很強的交變電磁場，由于電磁感應會在周邊輸電線路中形成很大的電流，從而放出熱量，引發輸電線路運行事故；由于高電流產生的高熱量可能會引起輸電線路相關金屬元器件的損壞，引起火災甚至是爆炸；由于強電流帶來的靜電感應能夠使相關的輸電線路產生大量的異常電荷，造成漏放電現象，造成電力系統火災；并且電力系統還能夠直接對電力系統造成傷害，造成電力系統的故障或者是短路問題等。圖一是我國部分地區雷擊次數統計。

2 輸電線路設計以及運行中的防雷措施

對于輸電線路來講，其防雷手段的選擇應該堅持綜合性考慮，在進行防雷技術的選擇時不僅應該結合不同地區的實際線路狀況，通識還應該注意結合各地區存在的不同雷電活動狀況，同時還應該結合不同輸電線路的重要程度、架設地形等綜合進行考慮，經過對以上相關因素綜合考慮后才能夠確定選擇合適的防雷技術。

2.1 合理的選擇輸電路徑

雷擊狀況與某地區的一些特征因素有關系，所以說，在進行輸電線路的設計工作時應該注意盡可能的避開具有雷擊特征因素的地區，選擇合適的電路，降低雷擊帶來的傷害。根據相關的研究發現，一些比較容易遭到雷擊的地形主要有以下幾種[2]：土地導電性比較高的區域，這一類區域主要包括地下水位比較高或者說是含有導電性礦的區域；出現土質電阻率發生變化的地域中電阻比較低的地區，一般來看，土質電阻率比較容易發生突變的區域主要有山坡、田地等相關不同地形地貌之間的斷層帶、交界地域以及山谷地帶；植被狀況比較好的山丘的向陽面和山頂；雷暴走廊區，主要指一些河谷地帶、順風的峽谷以及山區等。地形對雷擊次數的影響見圖二。

2.2 降低鐵塔的接地電阻

如果能夠保證避雷線和塔腳電阻之間合理的匹配則能夠很大程度上的降低電壓。輸電線路電壓如果在65kv以下一般不需要設置專門的避雷線，但是仍然需要注意鐵塔接地的設計工作。接地體的斷面面積以及截面積對接地電阻所產生的影響并不大，所以在選擇接地材料時主要考慮因素為機械強度的要求，接地材料主要選擇的是鋼材，水平敷設人工接地體時主要選擇的是扁鋼又或者是圓鋼，所敷設接地裝置的導體截面必須符合均壓以及熱穩定的需要。現在來看，常用來降低鐵塔接地電阻的方法主要有以下幾種：合理使用爆破接地技術，這種技術主要是通過爆破的方式來制造破裂，然后通過壓力機等工程機械將一些電阻率比較低的材質放入裂縫中，這樣能夠很好的改善土壤的導電性能；設計時合理的使用相關的接地電阻降阻劑，這種技術使用的范圍比較狹窄，主要是用在一些面積、規模比較小的接地設計中。除以上介紹的相關方法外還可以采用增加接地極深度、安裝相關的多支外引式接地裝置等方式來降低接地電阻[3]。

2.3 避雷線的架設

避雷線作為當今最直接的避雷方式之一具有非常廣泛的應用，并且該種避雷方式具有比較高的避雷效率，不僅具有避免雷擊的作用，并且同時還具有一定的分流、屏蔽以及耦合作用，分流作用主要是指避雷線能夠有效的縮短經過鐵塔的雷電流從而有效的降低塔頂的電位，降低由于雷擊所產生的危害，屏蔽指的是導線能夠通過一定的作用來降低其所感應的過電壓，耦合作用指的是降低書店線路中絕緣子的電壓數值。

選擇避雷線路時應該與輸電線路的電壓等相關聯，一般來看就是電壓在20kv以內的輸電地區不需要搭設相關的避雷線，因為這種情況下的避雷線不能有效的發揮作用，對于輸電線路電壓比較高的地區來講這種作用也就比較好一些，并且還能夠有效的降低輸電線路成本。根據實踐經驗來看，避雷線路的設計成本不超過線路總成本的10%。輸電壓在200kv以上的線路一般都會設計全程的避雷線，并且在進行避雷線的設計設計時應該注意對于保護角的控制，保護角一般應該在30°以內，對于輸電壓超過500kv的輸電線路其保護角一般會在15°以內，并且在有必要的情況下設置兩根避雷線，盡可能的減少繞擊率，增加避雷線的屏蔽作用，而且為了有效的提高避雷線的保護功能，在每一鐵塔區的避雷線都應該選擇接地[4]。

根據避雷線不同的功能，一般來看其懸掛方式主要有以下兩種：直接懸掛于鐵塔上和經絕緣子連接鐵塔。現階段，我國最新設計的高壓或者超高壓輸電線路通常采用絕緣避雷線，這樣就能夠在不影響避雷效果的前提下降低能耗。

2.4 架設相關的耦合地線

這種技術主要是指在導線的周圍增加相關的底線，該技術指的是在接地電阻降低而無法實現的狀況下使用。這種技術能夠比較好的解決雷擊電流的問題，并且有效的降低在反擊電壓以及絕緣子串感應之間的分量，通過耦合原理能夠很大程度上降低由于雷擊造成的跳閘率。

3 結語

電力系統中極為重要的一部分就是輸電線路，電力系統的正常運行與輸電線路之間具有十分重要的關系，所以說做好輸電線路的防雷工作對于電力系統的正常運行也就具有十分重要的意義。在進行輸電線路的設計工作時應該注意堅持全面的設計角度，結合設計工作結束后的運行與維護，采取相關的措施保證輸電線路運行的穩定，保證整個電力系統的正常運行。

參考文獻：

[1]葉曉東.輸電線路設計及運行中的防雷技術措施研究[J].中國高新技術企業，2011，（22）：131-132.

[2]鄭淑珍.基于輸電線路設計與運行中的防雷措施研析[J].房地產導刊，2015，（1）：153-153.

[3]馬永峰.輸電線路設計中線路防雷技術的應用探究[J].山東工業技術，2014，（2）：65.

[4]徐中杰.輸電線路設計中線路防雷技術的應用探究[J].低碳世界，2013，（16）：63-64.