高壓輸電線路防雷措施分析及改進(jìn)方法

李庚年

摘要：高壓架空線路實(shí)際的運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種雷擊事件，容易導(dǎo)致線路硬件設(shè)備遭受到破壞，不僅會(huì)影響到輸電工作的正常開展，甚至有可能造成各種安全問題。對(duì)關(guān)于高壓架空輸電線路防雷措施進(jìn)行探討。分析輸電線路雷電的種類，優(yōu)化架空線路防雷的措施。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；防雷措施；改進(jìn)方法

1高壓輸電線路防雷工作的必要性

雷擊問題不僅會(huì)影響到輸電線路的安全性，同時(shí)還會(huì)破壞線路中已有電力設(shè)備，給輸電單位造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。在初期的高壓輸電線路工程建設(shè)活動(dòng)中，建設(shè)方必須滿足絕緣性方面的技術(shù)要求。當(dāng)前的變電所在輸電生產(chǎn)的過程中也發(fā)揮重大作用，保護(hù)不到位也會(huì)受到雷擊影響，輸電線路的整體安全性不能被保障，為了提升供電企業(yè)的信譽(yù)度，長(zhǎng)期提供穩(wěn)定的輸電服務(wù)，必須針對(duì)雷擊等惡性事件，強(qiáng)化防雷系統(tǒng)，減少雷雨天氣給輸電線路的惡劣影響。高壓輸電線路是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主動(dòng)脈，起著連接用戶與變電站的作用，高壓輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于供電可靠性與安全性有著直接的影響。

2輸電線路的雷害原因

影響輸電線路雷害的原因有很多，為充分掌握輸電線路遭受雷害的情況，必須要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素對(duì)其進(jìn)行綜合分析，通過仔細(xì)檢查雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)以及模擬實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確判斷其故障跳閘性質(zhì)。輸電線路遭受雷擊的主要原因有以下幾個(gè)方面：線路絕緣子放電電壓超過正常值的一半；雷電流強(qiáng)度過強(qiáng)；桿塔的接地電阻異常；以及無(wú)標(biāo)準(zhǔn)架空地線。對(duì)于雷擊導(dǎo)致的輸電線路跳閘故障又可分為繞擊和反擊兩種，一般繞擊式跳閘發(fā)生概率較大，同時(shí)輸電線路雷擊事故還和其所處的具體地理位置也有關(guān)聯(lián)，不同的地形、天氣等環(huán)境因素對(duì)雷擊故障造成的影響都有不同程度的差異。

由于天空中雷云放電導(dǎo)致過電壓的形成，使得輸電線路周圍容易出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，大氣過電壓是以輸電線路桿塔為放電通道，然后擊穿線路絕緣層，雷電造成大氣過電壓又分為兩種，分別是感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。從接地方面考慮雷擊，可以發(fā)現(xiàn)因?yàn)榉烹娦沽餍枰ǖ溃偌由洗蟮啬芨袘?yīng)雷云中的異種電荷，因此接地裝置的完善和雷擊事故的發(fā)生有直接的關(guān)系。輸電線路一般承受的感應(yīng)雷過電壓極限是400kV，而當(dāng)線路過電壓小于35kV時(shí)，又會(huì)對(duì)絕緣層造成一定的傷害，只有超過100kV時(shí)，才不會(huì)影響其絕緣帶的安全工作狀況，故超過100kV的輸電線路雷害原因主要來自于直擊雷。輸電線路的桿塔高度和避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角也是造成其雷害事故的重要原因，而山區(qū)輸電線路的安全隱患問題更嚴(yán)重，山區(qū)地形復(fù)雜，使得輸電線路的架設(shè)存在跨度大、高差大等問題，同時(shí)由于山區(qū)地貌的特殊，經(jīng)常出現(xiàn)多云多雨天氣，種種原因都導(dǎo)致山區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率較大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)山區(qū)地區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率是平原地區(qū)的三倍左右。

3改進(jìn)高壓輸電線路的防雷防護(hù)工作

3.1選擇合適的高壓輸電線路路徑方案

結(jié)合具體的高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作要求，要對(duì)線路工程經(jīng)過的區(qū)域和地形地勢(shì)進(jìn)行具體的分析和把握，以此來保證高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益額發(fā)揮，這對(duì)于整個(gè)高壓輸電線路的施工建設(shè)質(zhì)量提升也具有重要意義，所以在進(jìn)行高壓輸電線路的線路路徑設(shè)計(jì)過程中，要加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的線路勘察工作，設(shè)計(jì)工作人員要結(jié)合具體的工程線路需要對(duì)所經(jīng)過區(qū)域的地質(zhì)信息和地表信息等進(jìn)行綜合分析和把握，以此來初步確立數(shù)條路徑，另外要結(jié)合具體的科學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型對(duì)線路進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，從而選擇出最優(yōu)的線路。另外進(jìn)行線路工程設(shè)計(jì)，要融入精細(xì)化管理理念，盡量選擇長(zhǎng)度短和轉(zhuǎn)角少以及地形好的線路區(qū)域，盡量避開建筑區(qū)和經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，從而更好的控制線路工程的施工建設(shè)成本，提高整個(gè)高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2降低桿塔的接地電阻

為了有效確保輸電線路和固體結(jié)緣不會(huì)被雷擊的高壓擊穿，可以通過減少桿塔的接地電阻來實(shí)現(xiàn)。隨著桿塔接地電阻的不斷降低，塔頭電位下降很快，線路中的空氣和絕緣就越不容易被擊穿，設(shè)備的工作可靠性也就會(huì)越高。為了有效降低桿塔的電阻，需要根據(jù)桿塔設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，掌握地網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要達(dá)到的接地參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際土壤電阻率來確定合適的接地電阻，并制定相關(guān)的施工方案和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。只有桿塔的接地裝置滿足了設(shè)計(jì)的要求，才能有效提高設(shè)備的耐雷水平。在對(duì)舊電網(wǎng)的改造過程中，在完成新接地的改良工作后，應(yīng)該新地網(wǎng)絡(luò)和舊地網(wǎng)絡(luò)有效連接起來，這樣可以進(jìn)一步降低接地電阻。

3.3控制線路保護(hù)角

輸電線路的保護(hù)角與繞擊率存有線性關(guān)系，縮小保護(hù)角，可以控制繞擊率，從而降低線路跳閘率，針對(duì)已經(jīng)建設(shè)完畢的線路運(yùn)用該種防雷手段，需要極高的技術(shù)成本，面對(duì)山區(qū)中的輸電線路，桿塔塔頭會(huì)給線路帶去一定的限制，大幅度縮減保護(hù)角的施工工作難以有效展開。增大避雷線與輸電線之間的耦合系數(shù)可以減少絕緣子電壓的反擊和感應(yīng)電壓的分量，從而減少雷電事故，而架設(shè)耦合線可以增大避雷線與輸電線之間的耦合系數(shù)；我們可以通過降低絕緣子承受的電壓，從而提高線路耐雷水平，而架設(shè)耦合電線可以增大分流雷擊塔頂時(shí)向相鄰桿塔的破壞作用，同時(shí)耦合電線也有一些其他限制：架設(shè)時(shí)需要檢驗(yàn)桿塔強(qiáng)度，以及耦合地線和輸電線的距離；而且架設(shè)耦合電線施工比較困難、受嚴(yán)格地形條件限制；同時(shí)還會(huì)增加線路損耗；而且造價(jià)成本也比較高。

3.4高壓輸電線線路防雷環(huán)節(jié)的調(diào)整優(yōu)化

高壓輸電線路的設(shè)計(jì)過程中，要注重對(duì)線路的防雷設(shè)計(jì)，防雷設(shè)計(jì)工作對(duì)保障線路工程的供電安全具有重要意義，在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)工作中，要做好以下方面的注意：首先要做好對(duì)避雷針的優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)高壓輸電線路的防雷設(shè)計(jì)，應(yīng)該做好避雷針的設(shè)計(jì)，應(yīng)該采用雙避雷線的方式，并有效控制雷電落點(diǎn)，將雷擊次數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。與此同時(shí)，要針對(duì)高壓輸電線路的避雷線和相應(yīng)的高壓導(dǎo)向間做好垂直設(shè)計(jì)工作，有針對(duì)性的選擇和使用帶有避雷功能的避雷針，更好的提高避雷效果；另外要將高壓輸電線路的整體線路距離進(jìn)行有效控制，將其控制在38m的水平距離內(nèi)，這對(duì)于防雷設(shè)計(jì)性能和效益的發(fā)揮具有重要意義，足夠的距離能夠有效減少雷擊的次數(shù)，從而保障輸電線路的安全。高壓輸電線路往往會(huì)經(jīng)過一些自然條件較為惡劣的區(qū)域，在部分山地環(huán)境中，由于地形地勢(shì)的影響，高壓輸電線路很容易在雷雨天氣出現(xiàn)相應(yīng)的雷擊事故，影響電力傳輸。

4結(jié)束語(yǔ)

輸電安全保障活動(dòng)與居民的安康息息相關(guān)，發(fā)電廠在利用高壓輸電線路的同時(shí)，也不能忽視安全防護(hù)方面的工作，雷擊帶來的影響難以被直接避免，為了減少高壓輸電線路的故障，可從避雷以及防雷工作入手，在現(xiàn)有線路防雷保護(hù)工作的基礎(chǔ)上，提升線路綜合保護(hù)工作水平，安全地在輸電過程中發(fā)揮出高壓輸電線路的作用。

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[2]陳劍鋒.高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注意的要點(diǎn)分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2018，25（12）：155+157.

（作者單位：鄂爾多斯電業(yè)局）