輸電線路設計中線路防雷技術的運用解析

關 心

黑龍江龍煤礦業工程設計研究院有限公司七臺河分院

輸電線路設計中線路防雷技術的運用解析

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黑龍江龍煤礦業工程設計研究院有限公司七臺河分院

隨著我國社會主義現代化的飛速發展，我國經濟水平得到了巨大提升，從而促使當代居民生活需求得到極大滿足，并為企業的發展創建了良好的發展環境。電力能源作為當代重要能源之一，其支撐著居民日常生活、企業日常運作。有效確保國家電力能源的持續穩定供應，將是當代社會和諧發展和經濟穩健增長的重要基礎。為了確保國家電力系統的穩定運行，就必須從輸電線路設計、電力企業管理、地方電力調配等多個環節給予積極的努力。文章對線路設計中的防雷技術進行了闡述，以供參考。

輸電線路；防雷技術；應用

近年來，我國的氣候環境變化異常，雷電活動日益頻繁，但是隨著電網新增速度的加快，輸電線路雷擊事故呈現逐年上升的趨勢，著已經成為了除了自然災害外危害電網安全的最大因素。現在的研究表明，在不同時間、不同地域，由于雷電活動特征存在著較大的差異，雷電對輸電線路造成的影響也是不同的，輸電線路呈現出的防雷性能相應的也有所不同。

1 雷電對輸電線路的不良影響

雷電是自然界十分常見的自然現象，具有較大的破壞力，尤其在南方山區，雷電現象更為普遍。根據相關調查顯示，即便雷電只有0.01秒的放電時間，但其電流量能夠在瞬間達到十萬安培，如若擊中動物，能夠麻痹動物心臟和大腦，甚至造成死亡；如若擊中建筑物，則會產生強大的熱電效應和磁場效應，直接造成不可挽回的巨大損失。由此推斷，如若雷電擊中輸電線路，則必然破壞輸電線路，甚至影響電力調度的正常運行。直擊雷主要有兩種類型，分別為反擊雷和繞擊雷，前者多出現在丘陵、平原地區；后者多出現在山區。所以，在電力企業輸電線路設計與鋪設之前，相關工作人員有必要對地區環境條件加以了解，并采取科學合理的防雷技術。如果在山區地區，應盡可能選擇在防雷走廊區域進行輸電線路鋪設，以達到降低線路電阻的目的。

2 輸電線路防雷設計技術的應用

2.1 優化接地裝置

以110kV線路為例，其運維中應以改良、優化接地裝置為工作重點。在將接地裝置進行改良之后，線路出現跳閘的次數會有所減少，故障概率也會因此降低。依據相關實例來講，優化接地裝置之后，輸電線路中跳閘率的降幅最大可達30%；如果接地裝置以往設置的比較不合理，在經過改良之后，跳閘率降幅甚至可以達到50%。

具體實施中，接地裝置改良的要點是降低電阻，一般方法包括填充低阻物、安裝導電模塊等，應結合實際情況進行選擇。在電阻率相對較高的情況下，降阻可采用布設接地極的方法，以解決接地不良問題。但要注意的是，不同線路的布設要求也不一樣，實施中應注意區分。若為水泥桿塔線路，接地極布設應從其3米到5米之間的位置開始；若為鐵塔線路，接地極布設應從其5米至8米之間的位置開始。使用的接地極最好選擇長度為3米長的，間隔距離最好在4米至6米。除了布設接地極之外，接地裝置改良還可以通過增加耦合系數實現。此種方法的實現途徑通常是增加架空地線或耦合地線。

2.2 采取絕緣避雷線

防雷輸電線路的避雷線除了防雷外，還有實現載波通信、減小潛供電流等作用，避雷線有兩種懸掛方式，一種是經過絕緣子與鐵塔相連，另一種是直接懸掛在鐵塔上。由于避雷線到各相導線的距離實不相等的，所以它們之間的互感是有差別的，所以在避雷線上仍然要感應出一個縱電動勢。對于220kv長200~300km的線路，附加電能損失每年大約可以達到幾十萬度，而對于500kv長300~400km的線路，每年大約損失數百萬度。所以，在我國一般采用絕緣避雷線來設計超高壓線路以減少能耗。但是，在雷擊狀態下，避雷線的絕緣在雷電先驅放階段即被擊穿而使避雷線呈接地狀態，所以不會影響防雷效果。

2.3 完善線路的防雷技術

線路防雷技術在輸電線路設計中的應用，有必要應用避雷器，從性能、經濟成本等視角著手，都能滿足電力企業輸電線路防雷的需要。目前，應用最廣泛的避雷器當屬金屬氧化物避雷器，不僅能夠對線路桿塔加以有效保護，以削減雷擊對輸電線路的不良影響，而且能夠避免輸電線路遭受過強雷擊的損害影響。近年來，我國電力企業對避雷器的應用中，能夠使避雷器得到有效保護，同時有助于提高輸電線路的抗雷水平。但是，電力企業在應用避雷器時，有必要對雷電的強度、雷電對線路損害程度、影響范圍等因素的考慮，在確保雷擊位置的基礎上，保證周圍輸電線路的安全性，以提高電力企業輸電線路的安全性能。

2.4 使用負角保護針，實現對桿塔架設輸電線路保護

除了使用避雷線路之外，針對被桿塔架設在空中的線路，還可在線路與桿塔接觸部位之間安裝負角保護針，其主要是為了實現減少線路被擊穿的臨界距離，從而有效實現對整體線路的保護作用，使輸電線路得以屏蔽外部電流影響。針對山坡、山澗等特殊地理環境，應對整條線路安裝負角保護針的距離進行特定設計，一般可選取的安裝距離為2.6 米左右，并將負角保護針的針頭設計為尖錐的形狀，再進行輸電線路上的安裝。

2.5 做好防雷的監測工作

統計資料表明，雷擊跳閘是輸電線路最容易出現的故障之一，發生率較高，特別是在某些山區，由于氣候、地形、環境相對比較特殊，雷擊事故的發生率非常高，已然成了線路的最大安全威脅。所以，線路運維中，防雷監測也是一項非常重要的任務。在目前的情況下，人們已經逐漸認識到了雷電對線路的危害性，也在管理工作中對防雷監測技術進行了改進，取得了一定的成效。值得一提的是，由于雷擊事故具有突發性，因此，應注意合理布設防雷裝置，并做好維護，確保其能夠正常工作。

綜上所述，由于我國多數地區的環境較為惡劣，如雷雨居多，加大裸露在外界的輸電線路雷擊幾率，既威脅輸電線路安全，又可能對電力企業造成不必要的經濟損失。防雷技術在輸電線路中的應用，能夠提高輸電線路的防雷效果，同時可提高電力系統的運行效率。因此，加強對線路防雷技術在輸電線路設計中應用問題的研究具有必要性。

[1] 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.