輸電線路防雷技術分析及維護措施

趙健 陸宇燁 儲葉頔 祝仁杰

摘要：現當今，隨著我國科技不斷進步，我國的電力行業也得到了很大程度的發展。防雷措施的維護可以長期的保證電力的供應和穩定，可增加巡視站，清理線路旁的樹枝，及時檢修等，降低雷電跳閘率。本文主要介紹輸電線路防雷接地的幾項措施，及輸電線路的維護方法，為大家提供參考.

關鍵詞：輸電線路;防雷技術;維護措施

引言

我國地域廣闊，輸電線路分布復雜，很多輸電線路都處于空曠地區，而這些地區都是雷電頻繁發生的地區，輸電線路很容易遭受電擊。正常的防雷思路是將雷擊電流直接由輸電線傳導入大地。但實際情況是，即使雷電沒有擊中輸電線路，輸電導線也會感應到異號電荷，也會受到雷擊的影響失去束縛，從而使電流向導線兩端流動，形成過電壓。電流在流動時，經過電器設備或是在變電站，會對設備造成較為嚴重的損害，甚至會導致輸電系統癱瘓。因此，輸電線路的防雷工作是非常重要的。

1輸電線路雷擊危害

常見雷電形式包括直擊雷、感應雷和球形雷等，其中前面兩種對輸電線路運行影響很大。對直擊雷來說，會引起電氣設備短路、損壞等安全事故，不利于周圍電力網絡的供配電順利進行。感應雷帶來的損壞和直擊雷關系比較緊密，雷雨云放電和靜電感應將產生電磁感應，輸電線路、電力設備周圍區域被雷電擊中以后，將造成周圍區域磁場變化非常大，輸電線路將產生感應電荷，形成感應電壓，線路內部發生感應電流。只要感應電壓比電力設備耐壓值還大，則容易擊穿輸電線路上相關器件，讓其出現短路、斷路等故障。

2輸電線路防雷技術

2.1架設避雷線

架設避雷線是輸電線路敷設時最常見的避雷途徑，避雷線一般架設在桿塔的頂部，顧名思義主要作用是防雷。輸電線路運行使用的過程中，一旦遭遇雷擊事故，線路上會迅速產生較大的過電壓，該過電壓的數值明顯超過線路的額定電壓值，有時甚至可能會達到幾百萬伏大小，一旦該電壓值超過線路絕緣子串的抗電強度，就很可能會導致電力線路出現跳閘的問題，嚴重時可能會導致大面積的停電事故。避雷線與桿塔下埋設的接地裝置連接在一起，使用避雷線，可以將雷擊電流導入到大地之中，有效地避免電力線路被雷擊的故障，且輸電線路的電壓越高，避雷線的避雷效果越明顯，因此，實際的電網建設過程中，110-220kV及以上電壓等級的輸電線路均架設有避雷線。如果是超高壓輸電線路，還需要采用雙避雷線的方式。由于正常的輸送電流在雙避雷線中產生閉合回路，進而造成不必要的功率損耗，因此，電網架設施工時需要保證避雷線在桿塔地基處接地，保證避雷線對地絕緣。避雷線的避雷保護效果與下方導線和避雷線之間的夾角大小有關，為了保證避雷效果更好，一般情況下，二者之間的角度在20-30°，220kV與330kV雙避雷線線路與下方導線所成角度最好保持在20°左右，如果電力線路的電壓等級超過500kV，這一角度要控制在15°以下。由于同時架設兩根避雷線的建設投資成本較高，因此，現階段我國220kV及以下電壓等級的電力線路基本上選擇的都是單根避雷線的形式。

2.2加強線路絕緣

輸電線路在跨越大江或者是跳躍兩座山丘等特殊地段中，需要設置特殊的高桿塔，其落雷幾率很大，等值電感較大，塔頂電位和繞擊率較高，從而極大提升了線路雷擊跳閘率。要想減少雷擊跳閘率，要將絕緣子片數安裝在高桿塔上，提升大跨越檔距地線，即讓導線間距離變大，這樣線路絕緣將得到加強[3]。特高桿塔若是在40m以上，高度每提升10m，需要設置一片絕緣子，全國超過100m桿塔，絕緣子數一般采取專門的方法進行計算，并確定為中性點經消弧線圈接地方法。而在雷電活動頻繁、接地電阻降低難度大的地方，100kV電網要把中性點直接接地轉變成經消弧線圈接地，如此大部分單相雷閃接地故障能夠自動消除。對于二相、三相落雷來說，因為先對地閃絡一相為一條避雷線，會讓耦合作用變得更加明顯，減小了沒有閃絡相的絕緣子鏈上的電壓，讓其擁有更強的耐雷水平。35kV電網中性一般為絕緣的，很多時候要利用消弧線圈接地，讓防雷性能得到提升。

2.3降低桿塔的接地電阻

在較為平坦的平原地區，輸電線路的桿塔在設置了避雷針的同時還要設置接地設備，這樣可以提高避雷針的有效性。降低桿塔沖擊接地電阻是最有效、最經濟的方法，同時，還要對同一條線路進行逐段改造，通過鄰近桿塔接地連接來降低相鄰桿塔的接地電阻，并將桿塔延伸至周邊土壤電阻率較低的地方。對地勢不平的山區來說，通常需要將4個桿塔的底部打深井，同時加入降低電阻劑來降低電阻強度或是將桿塔底部的輻射地線予以加長，增加接地線與大地的接觸面積，從而降低電阻性。

2.4安裝自動重合閘

輸電線路中各種故障的出現往往是隨機的、瞬時性的，安裝自動重合閘裝置能夠有效地消除瞬時故障，盡量減少因雷擊導致的絕緣子閃絡、線路跳閘的現象，盡可能消除瞬時性故障，保證電力網絡供電的持續性。

3輸電線路維護措施

為了輸電線路能夠正常運行，需要對其進行定期的維護和管理。其中，防雷擊問題需要先對防雷技術進行深入研究，增加防雷擊的措施，降低輸電線路遭受雷擊的可能性，進而減少跳閘事故的發生。同時，需要通過統計分析，明確雷擊多發時間和多發地點，對雷電多發區域的線路進行重點維護。輸電線路的維護原則是從實際出發，不能停留在簡單的規章制度上，要落實維護輸電線、進行線路檢修工作，這也是提高輸電線路管理水平的基礎性工作，例如增加線路的巡視頻率，定期清理線路周邊過多的樹枝等。對輸電線路進行維護也是降低輸電過程中無效能耗的重要手段。因為在輸電線路中，會有一些輸電裝置由于絕緣性不良而出現漏電的現象。這種問題較為普遍，在輸電線路中會發生無效的能源損耗，所以，只能通過對輸電線進行維護，及時發現問題，降低漏電現象發生的概率。維護工作主要包括對線路的定期清理、變壓器和斷路器等設備的絕緣子和絕緣套的問題等。將整個輸電線路作為一個系統的工程進行分析，全面考慮整個輸電系統的運行情況，根據輸電線路經過區域的不同地勢和不同氣候環境，具體問題具體分析，盡最大可能減少輸電線路周邊的不良因素，同時，加裝線路避雷器和接地電阻監測等，以降低雷電天氣對輸電線路造成的危害，從而降低雷擊造成的永久性故障和跳閘率，以保證電力輸送和設備運行情況良好。

結束語

總之，雷擊有著分散性、隨機性等特點，無法對雷擊點和雷電參數進行有效控制，雷擊線路跳閘事故分析難度較大，對此記憶引發各種雷擊事故，讓電網運行安全性與穩定性受到不利影響。對此要加強對輸電線路的防雷設計，全面掌握地區地理、氣象等狀況，通過深入的調查與分析，清楚輸電線路運行情況，將防雷措施做到位，加強后期維護管理，為電網安全穩定運行創造更加有利的條件。

參考文獻：

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[4]胡小林.輸電線路防雷接地措施的重要性及其維護[J].現代營銷，2018（6）：192.

[5]黃福彩.高壓輸電線路防雷技術措施探討[J].中小企業管理與科技，2018（5）：295.

作者簡介：

趙健（1993—），男，助理工程師，從事輸電線路運檢工作;

陸宇燁（1993—），男，助理工程師，從事輸電線路運檢工作;

儲葉頔（1993—），男，助理工程師，從事輸電線路運檢工作;

祝仁杰（1995—），男，助理工程師，從事輸電線路運檢工作。