輸電線路的防雷設計與運維技術分析

胡金波

江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司， 江蘇蘇州 ?215000

摘要：隨著社會的發展，電力能源已經成為最重要的資源之一，輸電線路是電能輸送的高速公路，擔負著將發電廠生產的電能，經過變壓器后輸送到用戶的重任。架空輸電線路網絡分布較廣，地處曠野高山，易遭受雷擊，架空輸電線路往往經過的地形復雜，穿山越嶺、縱橫千里，遭受雷電襲擊的機會非常大。

關鍵詞：高壓輸電線路;綜合防雷;問題;措施

1雷電對高壓輸電線路的影響

雷電是伴隨著強對流過程發生的一種災害性天氣現象，具有發生頻次多、范圍廣、危害嚴重、社會影響大等特點，嚴重威脅著電力的安全生產。長期以來，雷擊引起的輸電線路跳閘事件頻繁發生，對電網的安全穩定運行構成了極大的威脅，尤其是在山區、土壤電阻率高、地形復雜的地區，雷擊輸電線路引起的事故率更高。隨著對操作過電壓的深入研究，以及保護設備性能的提高和保護措施的不斷完善，操作過電壓水平已降至安全水平以下，雷害已成為影響高壓輸電線路安全運行的主要因素。雷電對高壓輸電線路的影響主要體現在以下幾個方面。

1.1直擊雷的影響

直擊雷指的是，在沒有采取相應的防雷措施或防雷措施不到位的情況下，雷電會直接對高壓輸電線路產生電擊，雷擊會對高壓輸電線路產生較大的危害。例如，雷電直接擊中桿塔后，會引起很高的過電壓，稱之為雷電過電壓，這種過電壓沿導線最終侵入變電站設備內部，使整條輸電線路無法正常運行，影響局部地區電網的正常運行。

1.2感應雷的影響

雷云經過高壓輸電線路所在區域時會產生放電現象，進而形成電磁感應現象，對高壓輸電線路造成危害。但是，通常情況下，對于線路的危害較大，而對于高壓輸電線路的危害則較小。

1.3雷電沖擊波的影響

雷電沖擊波和直擊雷以及感應雷相比較，具有一定的突發性，高壓輸電線路一旦遭遇雷電沖擊波，會產生使其無法承受的高壓，進而對輸電線路造成較為嚴重的沖擊和破壞，引發輸電線路故障問題，最終導致高壓輸電線路無法正常運行。

2防雷技術及差異化防雷策略

2.1加強線路絕緣水平

輸電線進行防雷建設或改造時，可以通過增加絕緣子片數的方式來加強線路絕緣水平。對于已處于輸電狀態的線路，如果絕緣水平不符合要求，必須在接地端加裝一片絕緣子。在加裝一片絕緣子有困難時，可以將舊絕緣子更換為新型絕緣性能高的絕緣子，也可以達到提高線路絕緣水平的目的。

2.2降低桿塔接地電阻

雷電擊中桿塔或桿塔避雷針時，接地電阻的大小對桿塔塔頂電位的影響非常大。接地電阻過大，會導致桿塔電位太高，從而影響輸電線的輸電安全。所以必須應用一些使得桿塔接地電阻盡量低，目前常用的方法包括深埋接地極、使用接地體和對土壤使用降阻材料等。這種防雷措施所需費用較少，且防雷效果顯著。

2.3耦合地線與架空地線

在輸電線路中，架空底線屬于線路基礎性防雷舉措，會在線路受到雷擊騷擾時，自動展開電流分流處理，能夠實現對輸電線塔雷電流的有效控制，實現對線路防雷的有效保護。同時，架空地線的合理運用，可達到良好的線路耦合效果，能夠有效減小導線絕緣子在受到雷擊時所需遭受的電壓設置，可以達到良好的線路屏蔽保護效果。為保證防雷保護措施功能發揮質量，在實施線路建設以及后期運行維護過程中，需要定期對架空地線展開檢查與鋪設，應在做好架空地線安裝的同時，展開耦合地線施工，以便通過對耦合地線的運用，達到有效提高線路和避雷地線間的耦合性，保證線路上電壓可以得到有效控制，從而形成線路良好保護狀態。

2.4配備自動重合閘設備

系統自動跳閘是系統對自身實施保護的重要舉措，在供電系統出現自動跳閘操作后，一般的故障會出現自動消除現象，會將雷擊等問題影響程度控制在最低，確保線路不會受到雷擊的過大干擾。在實施自動重合閘設備安裝過程中，需要將設備和供電系統繼電保護裝置有機融合在一起，以便保證供電系統可靠性以及穩定性可以得到切實提升，確保在雷擊狀態下，設備可以自動跳閘并自動恢復，從而做好雷擊影響管控。

2.5架設避雷線

避雷線在雷擊發生時能夠對雷電進行有效分流，能有效屏蔽雷電對輸電線的影響。避雷線是接地線，但它并不直接接地，而是通過桿塔進行接地，這樣做能夠更好地保護輸電線。通常在針對輸電線的防雷保護中，避雷線的絕緣子必須留一些空隙，以防止由于避雷線上電流過大，從而產生大磁場，影響輸電線。

2.6安裝線路避雷器

桿塔防雷施工應用線路避雷器時，需要將它與絕緣子串進行并聯，目的就是為了保護絕緣子。雷擊發生時，避雷器動作，雷電從避雷器經過，絕緣子被保護。早期由于避雷器價格較貴，所以只有其他措施嘗試無效后，才會使用避雷器。近年來，隨著材料價格的降低和技術的進步，避雷器正在獲得廣泛的使用。

2.7差異化防雷策略

差異化防雷策略就是對各條輸電線路的整體情況進行評估，根據線路重要等級、線路所經區域的雷擊情況、線路結構特點等，對輸電線路進行精準化、差異化的防雷改造，既要保證線路的防雷安全，又能夠最大程度地降低防雷施工成本，得出最佳防雷解決方案。差異化防雷策略包括2個部分。1）差異化防雷評價體系，要根據輸電線的防雷技術參數、輸電線自身結構、線路所處區域雷及參數等，對輸電線進行綜合評價，評價出各桿塔的雷擊跳閘率，為差異化改造提供依據。2）差異化防雷改造，根據輸電線的差異化評價，對輸電線進行有針對性的改造，提高輸電線桿塔的耐雷擊能力，降低輸電線整體的雷擊跳閘率。

2.8加強對高壓輸電線路的有效監控

電力企業需要加強對高壓輸電線路的有效監控：（1）加強對高壓輸電線路的負重檢測，主要包含對惡劣天氣下的輸電線路的檢測，避免出現由于高壓輸電線路負載過重而導致的故障現象;（2）加強對高壓輸電線路的弧擺以及風擺的監控，降低風力和風向對輸電線路的影響;（3）加強對絕緣子泄漏電流的監控，檢查絕緣子的性能，保證其充分發揮作用;（4）加強對雷擊的導線位置的監測，避免出現后續的重復排查工作，提高防雷工作的效率;（5）加強對高壓輸電線路塔桿線路的監測，避免出現人為破壞。

結語

隨著科技發展，生產和生活用電量越來越大，電能已經成為不可缺少的資源之一，如何保證電力的供應對于國民經濟發展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。在電力輸送過程中，如何防雷顯得十分重要，防雷擊新技術的研究已經取得了很大的發展，線路防雷的保護措施會越來越多。在實際應用中，輸電線路的防雷保護是一個系統工程，需要因地制宜，根據不同區域的地形地貌和氣候特點，合理地選擇防雷保護措施。

參考文獻

[1]劉玉婷，王鵬，童軍心等.關于輸電線路3根避雷線防雷效果研究[J].能源研究與管理，2019（2）：38-41.