輸電線路設計中線路防雷技術的應用探究

摘要：電力供應的安全和穩定關系著社會的方方面面，所以電力企業在輸電線路設計中要尤其注重供電的安全與穩定。雷擊會對輸電線路的安全造成威脅，所以在輸電線路設計中加強對雷擊的預防是十分有必要的。本文對輸電線路設計中防雷技術的應用進行了分析。

關鍵詞：輸電線路設計；線路防雷技術；應用

1輸電線路引發雷電的影響因素

1.1線路桿塔的高度

輸電線路尤其是高壓輸電，桿塔往往都設置在寬闊地區，而且高度很高，周圍沒有高層建筑，因此在出現雷雨天氣時，桿塔就很容易受到天氣影響，從而出現雷擊現象。

1.2自然環境的影響

為了保證電力供應，輸電線路會經過很多山區，而且山區地帶往往降水量較豐富，雷雨天氣較多，輸電線路受到雷電影響的幾率也就會隨之增加。目前，輸電線路在山區發生雷擊的現象較頻繁，所以在設計中一定要重視自然環境對輸電線路的影響，尤其是山區雷雨天氣較多的地區。

1.3土壤電阻率的原因

輸電線路的桿塔數量很多，而桿塔都是與土壤直接連接，因此桿塔很容易受到接地電阻的影響。在很多較復雜的地區，例如高山和巖石密布的地區，雷擊現象受到土壤的電阻率影響很大。如果桿塔發生雷擊，加上土壤電阻率過小，很容易產生反射問題，從而進一步提高輸電線路受到雷擊的幾率。

2防雷技術在輸電線路設計中的運用

2.1科學布置輸電線路

由于輸電線路雷擊故障的產生與線路所在地域環境存在密切的關聯性，因此在輸電線路設計過程中，需對輸電線路所在地的地理環境、氣候條件、地質條件等進行綜合分析，避免將輸電線路布置于雷電多發區域，從而減少雷擊故障的發生。通常，雷擊多發區域可分為以下幾類：第一，地下水位相對較高且富有導電性礦藏的地區；第二，山區風口處及順風向的河谷區域；第三，地質電阻率極易發生改變的地區，或者土質電阻率相對較低的地區，如山坡斷層地帶、山谷地區、農田等；第四，具有豐富水資源的盆地區域；第五，土質相對較好、植被覆蓋率較高的地區，如樹林。

2.2科學配置線路避雷器

為了進一步提升輸電線路的耐雷水平，在輸電線路設計過程中，可在搭設避雷線的基礎上科學配置避雷器裝置。例如，在輸電線路中，將絕緣氧化鋅避雷串并聯在線路絕緣子上，用以分散雷電流，使擊穿電壓小于絕緣子串的閃絡電壓，從而保證輸電線路電壓始終處于安全范圍，防止因絕緣導線產生過電壓而引發雷擊故障。又比如，在構建現代防雷系統時，加強三合一或二合一信號防雷器的科學應用，實現模擬信號線路、電源、同軸信號等的有效防護。在此過程中，應保證防雷器PE端良好接地，做好日常檢查與維修工作。通常，避雷器在環境相對惡劣的山區架空輸電線路工程設計、水電站附件的輸電線路工程設計、跨越相對較大的鐵塔中具有廣泛的應用。

2.3科學搭設避雷線

避雷線是當前使用最為廣泛的防雷技術，具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷線能夠減少鐵塔的雷電流，以使塔頂的電位降低，減輕雷擊破壞程度；耦合作用是指通過耦合導線降低輸電線路中絕緣子的電壓；屏蔽作用是指直接降低雷擊后產生的感應過電壓。應當根據輸電線路的電壓級別選擇避雷線，20kV的輸電線路不需要裝設避雷線，200kV以上的輸電線路需要全程搭設避雷線，500kV的高壓線應當搭設兩個避雷線，以提高避雷線的屏蔽功能。為了提高避雷線的保護能力，應確保每個鐵塔區的避雷線能夠接地，并保證兩個避雷線之間設置一個間隙。目前我國在設計高壓和超高壓輸電線路時通常搭設絕緣避雷線，以降低功率損耗。

2.4架設耦合地線

在無法實現降低接地電阻的情況下，可在導線的周圍或下方敷設一條底線，以使雷電流可以分流，降低絕緣子串兩端的感應程度，減小反擊電壓間的分量。通過架設耦合地線，能降低雷擊時電力系統的跳閘率。

2.5有效應用自動重合閘技術

自動重合閘技術是線路保護中較為常用的技術之一。通常，在輸電線路系統中有效安裝自動合閘裝置，可根據電路故障實際情況，通過自動合閘進行線路保護，實現線路故障影響的有效控制。總結工作經驗發現，在架空輸電線路中安裝自動合閘裝置，當發生線路故障時，在繼電保護動作下實現故障切除，電弧自動熄滅，以提升輸電線路供電的穩定性、安全性和可靠性。目前，在110kV、220kV輸電線路設計過程中，常應用單項重合閘進行線路保護；在易發生相間短路故障的輸電線路中，常采用綜合重合閘進行線路保護。以三相自動重合閘保護原理為例進行分析：如圖1為單側電源送電線路三相一次重合閘的工作原理框圖，主要由重合閘啟動、重合閘時間、手動合閘于故障時保護加速跳閘等元件組成。

具體的工作過程如下：重合閘啟動：當斷路器由繼電保護動作跳閘或其他非手動原因而跳閘后，重合閘均應啟動。在正常情況下，當斷路器由合閘位置變為分閘位置時，立即發出啟動指令。重合閘時間：啟動元件發出啟動指令后，時間元件開始記時，達到預定的延時后，發出一個短暫的合閘命令。這個延時即重合閘時間，可以對其整定。一次合閘脈沖。當延時時間到后，它立即發出一個可以合閘的脈沖命令，并開始記時，準備重合閘的整組復歸，復歸時間一般為15～25s。手動跳閘后閉鎖：當手動跳開斷路器時，也會啟動重合閘回路，因此需設置閉鎖環節，使其不能形成合閘命令。重合閘后加速保護跳閘回路：對于永久性故障，在保證選擇性的前提下，盡可能地加快故障的再次切除，需要保護與重合閘配合。

3結語

總之，電力企業在進行輸電線路設計時，要對于輸電線路引發雷電的影響因素進行全面的考慮，并采取有效的防雷技術和措施，確保輸電線路免受雷電的影響，能夠正常運行，進而推動電力系統整體的穩定，從而推動我國電力行業的快速發展。

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[3]丁博，趙銘.輸電線路設計中線路防雷技術的運用研究[J].中國高新區，2018（01）.

（作者單位：國網遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司）

作者簡介：姓名：曹宏偉 （1974.11.12），性別：男 ；籍貫：遼寧綏中；民族：漢 ；學歷：大專；職稱：助理工程師 /技師 ； 職務：主輸電線路運維 研究方向：電力系統輸電工程。