輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)維技術(shù)分析

楊銀臺(tái) 趙才濤

摘要：輸電工程是電力工程系統(tǒng)的重要組成部分，與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)。而雷擊是比較典型的一種嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的事故，很容易導(dǎo)致線路短路，進(jìn)而造成系統(tǒng)運(yùn)行故障。因此，如何在充分考慮技術(shù)設(shè)備、地理環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的基礎(chǔ)上優(yōu)化完善輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)工作是一項(xiàng)值得持續(xù)關(guān)注與研討的工程，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展有深遠(yuǎn)影響。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷設(shè)計(jì);運(yùn)維技術(shù)

國(guó)家電網(wǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在架空線路的全部故障中，由雷擊導(dǎo)致的故障占了約50%的比例[1]，其中大部分發(fā)生在山區(qū)、海南等雷電高發(fā)地區(qū)。由于地勢(shì)起伏、冷暖氣流交匯、當(dāng)?shù)鼐€路設(shè)備技術(shù)與維護(hù)措施完善程度等原因，切實(shí)做好前期檢測(cè)與排查并在發(fā)現(xiàn)勢(shì)頭后及時(shí)解決與維護(hù)，提高線路運(yùn)行效益，是輸電線路設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮的因素。

一、輸電線路的防雷設(shè)計(jì)探討

（一）提高輸電線路的絕緣比例

我國(guó)國(guó)家在電力系統(tǒng)的輸電線路標(biāo)準(zhǔn)上（以架空電路為例）有明確的要求：如果線路經(jīng)過(guò)的地域與海平面垂直距離低于1000米，則110KV線路里的絕緣子個(gè)數(shù)應(yīng)保持在7-8片左右[2];如若檔距很大且桿或塔的高度高于40米，則其數(shù)量要參考海拔每增加十米要加裝一片絕緣子的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行施工。

（二）改良接地裝置水平

理論上講，優(yōu)化接地裝置可以滿足降低20%到30%的線路桿塔的雷擊跳閘概率，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。建設(shè)過(guò)程中可以通過(guò)將接地極深埋布設(shè)、在線路中增加低阻物質(zhì)等方法降低接地桿塔的電阻，尤其要注意對(duì)于垂直設(shè)置與其他布設(shè)的情況要因地制宜，采用不同的距離標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。例如，如果是水泥塔桿線路，接地極應(yīng)從它3-5米之間的位置開(kāi)始布設(shè)，接地桿長(zhǎng)度以及間隔距離也應(yīng)科學(xué)規(guī)劃。另外，還可以采用增加架空地線或者耦合地線來(lái)增加耦合系數(shù)的方式優(yōu)化接地裝置。

（三）通過(guò)避雷針設(shè)置來(lái)優(yōu)化

當(dāng)前各地區(qū)普遍采用的避雷設(shè)置是避雷針，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與科學(xué)試驗(yàn)證明，側(cè)向避雷針的防雷效果更佳。由于雷云距離輸電線路較近或者與線路趨向平行，其相互作用形成的電磁場(chǎng)相對(duì)復(fù)雜，會(huì)增大雷擊導(dǎo)致跳閘的可能性，通過(guò)側(cè)向避雷針可以達(dá)到將雷電引入，加強(qiáng)其防止環(huán)繞雷擊的能力，從而降低引雷率的結(jié)果。如果要加強(qiáng)效果，也可與上述絕緣子片的措施相結(jié)合。

（四）適當(dāng)改變輸電線路的保護(hù)角

由于輸電線路網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)，一條線路經(jīng)過(guò)的地區(qū)情形各異，地形地勢(shì)、氣候條件與設(shè)備質(zhì)量等有一定的差異，這使得輸電線路的設(shè)計(jì)必須充分考慮因地制宜，由專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)理論分析與實(shí)地考察后，遵從經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益、生態(tài)效益相結(jié)合的發(fā)展原則，合理調(diào)整輸電線路的保護(hù)角，提高其避雷能力。

（五）利用互聯(lián)網(wǎng)獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持

隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)逐漸擺脫了傳統(tǒng)的防雷整改舉措。傳統(tǒng)的方式大都是事后補(bǔ)救，具有滯后性。而如今互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及，為天氣狀況、氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等綜合因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供了有利條件。我們應(yīng)積極利用信息技術(shù)和更加科學(xué)、現(xiàn)代化的雷電定位監(jiān)測(cè)技術(shù)，展開(kāi)對(duì)地區(qū)落雷密度、雷電流幅值等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，為線路防雷水平的布置提供數(shù)據(jù)支持。

二、輸電線路的運(yùn)行與維護(hù)

（一）加強(qiáng)輸電線路的巡查工作

當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)逐步建立起比較完善的輸電線路巡查工作的日常管理，但對(duì)于新出現(xiàn)的情況或特殊情況關(guān)注度尚有欠缺。例如，有些經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)不夠完善，無(wú)死角的目的達(dá)成不足，這就需要及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)與必要的補(bǔ)充人員配備;在時(shí)間方面，除了日常管理，應(yīng)尤其注意夜間或特殊天氣如大雪、暴雨情況的巡查工作，避免遇到緊急情況全線崩潰的險(xiǎn)情;最后，巡視工作要做到“繼承傳統(tǒng)，推陳出新”，即巡視工作要保證階段性與整體性的有機(jī)結(jié)合，對(duì)于輸電線路的運(yùn)維中出現(xiàn)的問(wèn)題查明原因與精準(zhǔn)記錄解決方法與步驟，促進(jìn)工作實(shí)現(xiàn)順利過(guò)渡。責(zé)任追查制度必須落實(shí)到位，以避免責(zé)任推諉造成的巡視資源的浪費(fèi)。

（二）改善輸電線路運(yùn)行的外部環(huán)境

我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)仍處于社會(huì)主義初級(jí)階段，工業(yè)化建設(shè)中暴露的問(wèn)題比較嚴(yán)重，例如廣大農(nóng)村地區(qū)水泥路的建設(shè)與建筑施工等帶來(lái)的揚(yáng)塵、廢水廢料等污染問(wèn)題相當(dāng)突出。比如某地區(qū)205國(guó)道沿線大大小小的水泥廠有幾十家，每天產(chǎn)生的大量水泥飛塵沉積于輸電線路的絕緣子表面后清洗非常困難，這增大了絕緣子表面的粗糙度而更易積污，產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象與污閃跳閘問(wèn)題[3]。當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌考慮，增強(qiáng)全局意識(shí)，結(jié)合地區(qū)實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)劃，改善輸電線路的外部環(huán)境，提高其運(yùn)行效率，降低損耗。

（三）引進(jìn)輸電線路技術(shù)與設(shè)備

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效提出了更高的要求，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的輸電線路與技術(shù)，面對(duì)日益增長(zhǎng)的電力負(fù)荷與電力使用中的復(fù)雜情況，提高電路設(shè)計(jì)的難度與加強(qiáng)輸電線路相關(guān)設(shè)備的更新?lián)Q代顯得尤為重要。相關(guān)部門要以相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家制定的規(guī)程、安全第一等原則為指導(dǎo)，通過(guò)監(jiān)督、檢查、巡視機(jī)制的建立，發(fā)揮智能變電站智能化和自動(dòng)化的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)[4]，切實(shí)做到對(duì)輸電線路建設(shè)行業(yè)的市場(chǎng)感知與設(shè)備缺陷的監(jiān)控，及時(shí)上報(bào)，將輸電線路的維護(hù)工作落到實(shí)處。

（四）加強(qiáng)輸電線路安全生產(chǎn)與運(yùn)維的宣傳普及工作

一項(xiàng)工作的順利推進(jìn)離不開(kāi)前期的充分宣傳。現(xiàn)如今輸電線路建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)的工作仍被認(rèn)為只是電力部門的職責(zé)，公民責(zé)任意識(shí)較為淡薄，應(yīng)從社會(huì)各個(gè)階層、各個(gè)地區(qū)加強(qiáng)此方面的宣傳。

三、結(jié)語(yǔ)

輸電線路的正常運(yùn)行不僅僅關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全，還與千家萬(wàn)戶的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)維工作除由專業(yè)技術(shù)人員部門牽頭外，還需大眾的積極參與，為電力系統(tǒng)建設(shè)出謀劃策，使輸電線路能夠提供更加安全穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)可靠的電能更好地服務(wù)于社會(huì)，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]彭暉亮.輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與輸電線路運(yùn)維技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（11）：184.

[3]胡廷鶴.輸電線路的綜合防雷技術(shù)分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2018，29（16）：296.

[4]易輝，崔江流.我國(guó)輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀及防雷保護(hù)[J].高電壓技術(shù)，2001.

作者簡(jiǎn)介：楊銀臺(tái)（1991.06-），男，碩士研究生（電氣工程專業(yè)），助理講師，主要從事電網(wǎng)自動(dòng)化，高電壓輸配電線路運(yùn)維，特高壓輸電關(guān)鍵技術(shù)等方向的教學(xué)與研究工作;趙才濤（1989.05-），男，碩士研究生（電氣工程專業(yè)），助理講師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的教學(xué)與培訓(xùn)工作。