輸電線路防雷技術(shù)研究

魏斐

摘要：目前，我們國家的電網(wǎng)非常多，涉及面也特別的廣，所以在輸電線路防雷的工作方面需要投入比較多的資金。因此，供電的技術(shù)人員在對輸電線路的防雷措施技術(shù)選取的時候，首先要對經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行一個評估，可以避免輸電線路防雷技術(shù)無端的資金流入，讓供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益能夠得到有效的滿足。基于此，本文主要分析了輸電線路防雷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷技術(shù);應(yīng)對措施

引言

為保證電能質(zhì)量，提高供電可靠性，電力企業(yè)必須掌握更加先進(jìn)和完善的技術(shù)，綜合應(yīng)用上述防雷技術(shù)，做好電力系統(tǒng)絕緣配合。尤其是在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電力企業(yè)責(zé)任大使命光榮，必須針對直接與各行各業(yè)直接相關(guān)的配電網(wǎng)提高技術(shù)含量，提升電能質(zhì)量，以保障電力能源的高效、安全、可靠地供應(yīng)。

1 雷電放電概述

雷電作為常見的自然現(xiàn)象，在電力系統(tǒng)中會引起超過正常電壓很多倍的雷電過電壓，它是造成電力系統(tǒng)故障的主要原因。雷電放電所產(chǎn)生的雷電流流過輸電線路將引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，從而對輸電線路安全穩(wěn)定的運(yùn)行產(chǎn)生巨大的威脅，所以在設(shè)備投入運(yùn)行之前要進(jìn)行運(yùn)行截面的選擇、設(shè)備的穩(wěn)定性、開斷能力、關(guān)合能力等一系列校驗(yàn)。從氣體放電的特性來看，雷電屬于一種超長空氣間隙的火花放電過程。在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時，雷電流具有極性效應(yīng)，設(shè)備可當(dāng)作棒極，雷云相當(dāng)于板極。根據(jù)雷電放電的三個階段，可將雷電流繪制成標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形進(jìn)行分析[1]。

2雷擊故障的主要類型

雷擊將在系統(tǒng)中產(chǎn)生雷電過電壓和雷電過電流。雷電過電壓將危及設(shè)備絕緣甚至造成停電;雷電過電流將損壞被級物體。雷擊故障的主要類型分為以下三種。

（1）直擊雷過電壓，被擊中物體將產(chǎn)生高于正常電壓的過電壓。輸電線路大多工作于戶外，考慮實(shí)際情況的需要，如果輸電線路架設(shè)較低，由于樹木、道路、鳥獸和一系列人為因素，會造成線路損壞、短路等故障。所以一般高壓輸電線路架設(shè)的很高。但是線路高度的越高，受地理環(huán)境的影響，獨(dú)立架設(shè)在空曠的山區(qū)中，遭受雷擊的幾率也大幅提升。當(dāng)雷電擊中桿塔導(dǎo)致絕緣子對地電位超過對導(dǎo)線端電位，從而形成反擊。

（2）感應(yīng)雷過電壓，輸電線路附件會有其他物體，當(dāng)雷電擊中這些物體時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在設(shè)備或輸電線路上會形成過電壓，從而擊穿絕緣子，造成短路故障引起跳閘[2]。

（3）高壓雷電入侵波。雷電擊中輸電線路，雷電中的能量在輸電線路中以波的形式傳播，最終進(jìn)入發(fā)電廠變電站，對電力系統(tǒng)中的設(shè)備形成過電壓，危及絕緣。

3輸電線路的綜合防雷技術(shù)措施

3.1 減小土壤的電阻率

目前我們中國的輸電線路幾乎都是設(shè)置在地下，通常設(shè)置在地區(qū)的土壤里，這樣子的設(shè)置方案對電阻是有一定影響，從而對輸電線路對雷擊的抵抗能力也降低了很多。根據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，如果地區(qū)的地下電阻率越小，那么其輸電線路抵抗雷擊的能力也會加強(qiáng)。所以地下的電阻率和輸電線路的抵抗雷擊的能力是一個反比例的關(guān)系。因此技術(shù)人員在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)鋪設(shè)的時候，應(yīng)該全面地對區(qū)域的線路進(jìn)行一個全面分析，從而有效保證所在區(qū)域土壤的電阻率不得超過國家規(guī)定的范圍內(nèi)。如果發(fā)生區(qū)域土壤的店子里超過了國家對規(guī)定的范圍內(nèi)，就要進(jìn)行幾種措施來解決：（1）需要使用一種爆破的接地技術(shù)，也就是在接地的地方采用爆破的方法來造成一個所謂人工的裂縫，然后再將電阻率較小的材料放入這個人工裂縫之中，以此讓周圍的土壤電阻率可以達(dá)到有效降低，因此可以對輸電線路接地電阻達(dá)到減小的目的。（2）使用一直減少電阻率的原料，也就是減阻劑。這個需要再對線路進(jìn)行增加的接地尺寸的基礎(chǔ)上，就要將降阻劑加入每一個接地點(diǎn)，這個方法對于那些小型的接地網(wǎng)能起到有效減小接地電阻率。（3）應(yīng)用多支線外引接地的方法，也就是對增加接地射線。以前在對桿塔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，桿塔處只會設(shè)置接地射線差不多只有四條，但是經(jīng)過一系列的改善，目前接地射線已經(jīng)達(dá)到了八條[3]。

3.2合理安裝避雷裝置

通過合理安裝避雷裝置， 可以明顯提升高壓輸電線路的防雷性能， 電壓配置等級高， 對避雷裝置的防雷性能要求越高。避雷裝置的有效安裝，是一項(xiàng)最為基礎(chǔ)及較為有效避雷防護(hù)措施。例如，通過安裝避雷器，能夠釋放雷電或釋放電力系統(tǒng)操作過電壓，保護(hù)線路免受瞬間過電壓危害;安裝避雷針，能夠避免雷電直接擊中高壓輸電線路。安裝避雷裝置能提高電力系統(tǒng)的完整性。

此外，還可以將雷電進(jìn)行引流處理，運(yùn)維人員可以安裝引弧間隙，將雷電分散，能夠?qū)㈦娏鞣稚榧?xì)小分支，保證高壓輸電線路的完整性，保護(hù)周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在山腳下的桿塔位置，因?yàn)闊o法安裝避雷線，其四周的土壤電阻率比較高，容易遭受雷擊危害，所以，運(yùn)維人員需要在桿塔頂部，合理安裝長針金屬消雷器，或者35 kV 氧化鋅避雷針，不斷提升高壓輸電線路的避雷與防雷水平[4]。

3.3 設(shè)置耦合底線

如果對土壤電阻率的減少和對避雷線的設(shè)置還是沒能有效改善防雷的效果，那就需要進(jìn)行耦合底線的設(shè)置來減少輸電線路被雷擊的可能性。所謂的耦合底線的設(shè)置就是在輸電線的下面設(shè)立一個底線，然后通過對避雷線以及輸電線之間的耦合的強(qiáng)度，讓輸電線路上的電壓能有效減弱，并且輸電線路如果遇到雷電的突襲還可以有分流的作用，可以有效避免輸電線路遭遇雷電的襲擊而發(fā)生設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。

3.4 減小地保護(hù)角

對于高壓輸電線路運(yùn)維人員來講， 為了更好地提升輸電線路防雷性能，可以適當(dāng)減小避雷線保護(hù)角。例如，運(yùn)維人員可將三相導(dǎo)線，按三角形式進(jìn)行有序地排列，或提升避雷線頂端高度， 進(jìn)而有效減小避雷線保護(hù)角。在輸電線路鐵塔裝置中，通過適當(dāng)減小避雷線保護(hù)角，可以顯著降低雷擊概率，保護(hù)輸電線路更加安全。

3.5 注意事項(xiàng)

大部分的高壓輸電線路經(jīng)過非生活區(qū)域， 在廣西壯族自治區(qū)，由于地形較為復(fù)雜，春季與秋季特別容易出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，如果高壓輸電線路被雷擊中，過高電壓容易被激起，出現(xiàn)輸電線路跳閘故障，降低電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性[5]。若高壓輸電線路設(shè)備絕緣性能比較差，在雷擊的同時，容易引發(fā)電流，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。故運(yùn)維人員要采取科學(xué)的防雷措施。對于高壓輸電線路運(yùn)維人員來講， 要結(jié)合輸電線路運(yùn)行情況，科學(xué)選擇防雷技術(shù)，提升電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。運(yùn)維人員需要遵守因地制宜原則，結(jié)合該地區(qū)的地形條件，制定出一套科學(xué)的防雷方案，并調(diào)整高壓輸電線路運(yùn)維計(jì)劃，在保證高壓輸電線路安穩(wěn)運(yùn)行的前提下， 保證輸電線路中存在的不足與缺陷得到有效彌補(bǔ)，推動我國電網(wǎng)事業(yè)的快速發(fā)展[5]。

結(jié)束語

綜上，通過對提升高壓輸電線路防雷水平的重要途徑進(jìn)行全方位分析，例如加大監(jiān)測力度、提升基礎(chǔ)信息管理效率、優(yōu)化輸電線路的運(yùn)維方案、采取不平衡絕緣方法、合理安裝避雷裝置、適當(dāng)減小避雷線保護(hù)角、明確注意事項(xiàng)等等，可以保證高壓輸電線路防雷效果得到顯著提升， 強(qiáng)化輸電線路的整體運(yùn)維質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]王里.探討高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中存在問題及對策[J].通訊世界，2019，26（10）：229-230.

[2]王本武，王偉夫.線路避雷器在蘇洼龍水電站110 kV 高壓輸電線路中的應(yīng)用[J].四川水力發(fā)電，2019，38（3）：133-134，138.

[3]李京官，和剛.電力系統(tǒng)220 kV 輸電線路綜合防雷技術(shù)研究[J].電力設(shè)備管理，2019（2）：45-47.

[4]曾進(jìn)軍.關(guān)于輸電線路防雷接地措施的重要性及改進(jìn)方法分析[J].建材與裝飾，2018（51）：218-219.

[5] 李笑怡. 防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J]. 集成電路應(yīng)用，2020（1）：70-71.