高壓輸電線路防雷措施分析及改進方法

嚴志超 歷子群 李應福 劉松 朱銳 尹付光 巖燕塔

摘要：高壓輸電線路在電力系統之中占據著極為重要的位置，其運行方面的安全性及可靠性，直接影響著電力系統運行供電方面的穩定性及可靠性，且就其輸電線路而言，主要是以架空輸電線路為主，使得其極易受到外界環境的影響，雷擊問題便是其中極為嚴重的一種，應采取有效的防雷措施，確保高壓輸電線路的良好運行。

關鍵詞：高壓輸電線路;防雷措施;改進方法

一、高壓輸電線路防雷工作的必要性

雷擊問題不僅會影響到輸電線路的安全性，同時還會破壞線路中已有電力設備，給輸電單位造成直接的經濟損失。在初期的高壓輸電線路工程建設活動中，建設方必須滿足絕緣性方面的技術要求。當前的變電所在輸電生產的過程中也發揮重大作用，保護不到位也會受到雷擊影響，輸電線路的整體安全性不能被保障，為了提升供電企業的信譽度，長期提供穩定的輸電服務，必須針對雷擊等惡性事件，強化防雷系統，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運行的主動脈，起著連接用戶與變電站的作用，高壓輸電線路的運行狀態對于供電可靠性與安全性有著直接的影響。一般情況下，高壓輸電線路都架設在空曠的野外區域，有著縱橫交錯、走線長的特征，因此，在遇到雷雨天氣后，高壓輸電線路很容易遭到雷擊的影響，一旦發生雷擊，高壓輸電線路就會出現保護跳閘，這就會影響整個電力系統的安全運行。

二、高壓輸電線措施分析和可能存在的隱患

2.1桿塔存在的隱患

桿塔的作用是負責輸電線的支撐，使用混凝土和鋼筋制作而成的，在投入使用之后，長期暴露在外面，經受風吹雨打，很有可能會出現裂縫，一旦發生雷電的現象，桿塔受到雷電襲擊，導致桿塔內部的鋼筋過熱，會出現桿塔爆裂、倒桿等現象。

2.2避雷線防雷存在的局限性

避雷線設置在高壓輸電線路總的主要工作是進行防雷，當發生雷電災害的時候，導線上面會產生強大額過電壓，避雷線的作用是將導線進行遮蔽，將可能的將強大的過電壓進行疏導，通過接地裝置傳入大地。但是避雷線對導線的保護并不是百分百的，也會存在一定的隱患問題。

2.3絕緣子的使用

絕緣子的主要作用是防止電流回流，并支撐導線，在絕緣子進行工作的過程中，不能因為環境的變化等影響各種機電應力，從而影響到絕緣子的作用。在線路進行工作的時候，絕緣子會出現零值絕緣子，過電壓經過的時候，零值絕緣子就成了薄弱的地方，這一段很容易被擊穿，從而影響到了高壓輸電線路的正常運轉。

2.4接地裝置存在的隱患

高壓輸電線路中的接地裝置是指埋在地下的和高壓輸電線路相連接的裝置，接地裝置在運行過程中存在一些問題，主要體現在兩個方面，第一是電網會出現腐蝕的問題，電化學具有一定的腐蝕性，對電網產生了一定的破壞;第二是因為接地裝置的施工質量問題，導致電阻會受到一定的影響，并不利于接地裝置的正常運轉。

2.5線路走向的合理選擇

在自然界中，一些地區很容易吸引雷電，受到雷擊，在進行線路布置的時候，應當盡可能避免線路經過這些地區。若是實在沒有辦法避免，也應當對該地區的線路進行相應的保護措施，將此區域作為防雷的重要地區，加強對本地區的重視，有效的防治雷擊現象的發生。

2.6避雷針的布置

高壓輸電線路中避雷針是一個十分重要的裝置，它具有明顯的防雷效果。避雷針可以檢測出云層中的放電情況，并改變了云層中產生的放電通道方向，將雷擊引到接閃器中，通過避雷針進行電力的傳導，可以有效地降低雷擊的傷害。

三、高壓輸電線路防雷的改進措施

3.1降低桿塔的接地電阻

為了保證高壓輸電線路的防雷設備更加有效，必須在每根桿塔上鋪設接地設備，同時連接上地線和此設備。如此能夠將通過桿塔上方或者地線內的雷電流經由較小的接地電阻，泄放到大地中，而且能夠利用減小桿塔沖擊接地電阻的方式，以增強輸電線路抵抗雷擊的性能，從而達到降低雷擊跳閘幾率的效果。通過應用實踐證實，在幾百kV的線路中減小沖擊接地電阻，線路抵抗雷擊的能力可以大幅提高，跳閘率也將大幅降低。

3.2減小保護角

通過無數的試驗證實，雷電經由避雷線沖擊到導線的可能性和線路環境中的地質狀況、防護角度和桿塔高度等影響要素有著緊密關聯。因為地質狀況無法更改，而在建設桿塔之后其高度不易改動。因此，調整保護角是進一步預防雷擊事故的最有可行性的舉措。對于幾百kV的高壓輸電線路來說，假如線路設置在山區中，基于邊坡的影響的情況下，保護角應當小于5度;假如線路設置在平原地帶，保護角則應當小于0度。總而言之，在設計保護角時，必須設置成0度或者負角度，只有這樣才能夠有效地防止雷擊。

3.3加裝線路避雷器

線路避雷器的最重要功效是線路受到雷擊時，在雷電流達到閾值的條件后，避雷器自動反應，將雷電流的大部分從避雷器中導入電線中，同時傳播到近鄰的桿塔中。分流可以達到提高電線電位的效果，也從而盡可能規避絕緣子出現問題。配置線路避雷器不但能夠進一步降低線路受到雷擊之后跳閘的可能性，同時也會減少后期維修的工作量。在選取線路避雷器的類型時，必須重視下面幾個問題：首先，探究安裝桿塔的雷擊詳細性質。比如，反擊較頻繁的桿塔在三相上都要配置避雷器，同時也應當安裝在其他相近的桿塔上。假如繞擊頻繁的桿塔就只要在一個側面配置，就可以達到理想的防雷作用。在普遍的條件下，500kV的輸電線路主要是繞擊，僅僅需要在一側加裝避雷器，同時能夠節省安裝費用;其次，應盡可能選取包含間隙的避雷器。這樣能夠增加使用周期，然而在現實的應用中必須對避雷器的憎水性進行深入的檢查;再次，在裝置避雷器之前，必須進一步核查每個連接環節，同時盡可能對此進行試驗，以確保避雷器能夠正常運轉。

3.4加強運行維護

線路運維機構必須保證高壓輸電線路符合國家有關的各項規范要求，同時消除線路中絕緣子失靈、導線滑移的隱患，從各個方面來降低雷擊事故爆發的可能。而且應當依據季節更替強化巡查，并考察當地的地質構造與過往數十年的運轉狀況，挖掘出某些變化規律與趨向，進一步改進防雷措施，降低雷擊跳閘的可能性。

四、結論

總而言之，在高壓輸電線路的運行過程之中，雷擊問題難以避免，且極易對輸電線路的安全性及供電的穩定性產生影響，此時只有采取合理的措施，做好防雷工作，才能夠確保人們的用電安全性及穩定性。但就高壓輸電線路防雷措施而言，其仍存在一定的不足，應對之良好的分析，并通過一系列的方法，實現對高壓輸電線路防雷方面的良好改進。

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