輸電線路及變電站防雷保護措施淺析

李陽

山東齊星鐵塔有限公司 山東濱州 256200

電力系統是人民生活的關鍵保障，電力運輸系統是保障電力系統穩定運行的重點。電力運輸過程中最常見的就是因打雷而出現的系統跳閘或漏電現象，嚴重影響電力系統的安全穩定運行，更嚴重時甚至會帶來一系列安全事故危害人身安全。因此，解決輸電線路雷擊跳閘工作已成為輸電線路工程的重中之重。

1 輸電線路的特征

輸電線路的建設意義是將發電廠發出的電供給遠方的用戶，所以電能必須基于高壓輸電線來輸送，通常來說高壓輸電線的電壓不超過220千伏。相比于低壓輸電線和普壓輸電線，高壓輸電線路的設計和施工工作都具有以下特點：第一，安全性要求高。高壓輸電線路在輸送電能時不僅容量大且效果佳，大多扮演著電源點的角色，一旦出現問題必然會產生極為嚴重的經濟和社會損失。因此，高壓輸電線路的運行可靠性和安全性要求相對較高。第二，設計施工難度大。高壓輸電線路可為遠距離供電提供保障，這樣意味著在線路設計和架設過程中常常會跨越山川峽谷等區域，還將面對復雜的地理環境和氣候環境，而且線路長度相對較長。所以，在高壓輸電線路的設計環節也表現出了復雜性高、干擾因素多和難度大的特點。第三，參數高。高壓輸電線路的參數高體現在兩個方面；其一為運行參數高，額定電壓將會在一定程度上干擾周邊電廠，會影響區域內居民用電，所以必須及時處理該問題；其二是結構參數高，這表現在體積質量大、桿塔長、絕緣子串長和修復難度高等方面，而且其備品備件的準備要求也相對較高。

2 輸電線路及變電站防雷保護措施

2.1 防雷設計

在電力系統中，高壓電纜輸電線路長期處于露天運行狀態，容易遭受雷電擊穿放電因素的影響，導致線路出現停電問題。加強防雷設計，還應做好避雷線鋪設，通過對雷擊電流進行分流，能夠避免線路產生雷擊感應。發揮高壓線路耦合作用，能夠使線路絕緣電壓得到降低，以免發生擊穿放電問題。在防雷設計中，還應使線路接地電阻得到盡可能減小。在線路所在區域擁有較大土壤電阻率的情況下，桿塔位置還應對接地體的長度進行延長，使線路防雷能力得到提升。地區頻繁發生雷電天氣，還應設置消弧線圈，在線路因為雷擊發生三相故障時提供單相保護，防止線路跳閘。此外，可以配置單相重合閘防止單相閃絡發生，避免出現大面積停電事故[1]。

2.2 降低桿塔的接地電阻

接地電阻增加的原因主要分為四種，分別是接地體腐蝕、雨水沖刷、施工時化學降阻劑性能不穩定以及外力破壞。接地體腐蝕主要發生在土質屬酸性的土壤中，由于接地體長時間與突然接觸，長期的腐蝕極易導致接地體的導電性能降低，有時甚至會發生接地體無法與地面良好連接的情況，導致雷擊事故發生時無法將電流導入地下。解決這種問題的最佳方式就是使用抗腐性能好的材料做接地體外表皮，并且通過噴灑肥料等方式改變酸性土壤。雨水沖刷問題多發生于雨季較多的山區，長時間降雨導致埋土深度較淺的接地體暴露在表面，甚至懸浮在空中。在桿塔下半部分用水泥以及鋼筋加固土壤即可。降阻劑問題，在施工過程中使用化學降阻劑，往往會因為降阻劑的質量問題以及降阻成分流失等問題造成桿塔接地體電阻增加，解決該問題只要適當檢查接地體的電阻，并適時進行檢修即可。外力破壞問題，外力破壞主要分為人為破壞和環境破壞，人為破壞就是接地體被盜，該類問題會直接讓配電線路喪失抗雷能力，并且增加了配電線路的維護成本。環境破壞則是由于山體滑坡、滾石等原因造成的不可預知的破壞。可以在桿塔附近圍上較高的鐵絲圍墻，以此避免接地體被盜或者破壞。

2.3 避雷針防護

在進行雷電防護過程中，發現有些電力桿塔的位置很高，因此閃電發生的位置會與高壓塔線之間的距離非常接近，甚至是直接與塔線平行，在這種情況下，塔所在的電磁環境極其復雜，如此近距離的接觸也大大增加了因雷擊而跳閘的概率。為了更好地應對這種狀況，考慮在塔架上安裝側向避雷針。具體的方法與途徑是在110kV架空傳輸線的兩極安裝側向的避雷針，同時在避雷針上增設絕緣體，目的是在引入雷電的同時提高絕緣效果，希望通過這個側向避雷針來減少雷擊現象的發生[2]。

2.4 適當運用高壓送電線路避雷器

在防雷方面，避雷器的應用較為普遍，在配電線路的防雷工作中，可以通過安設避雷器，在桿塔受到雷擊后，將高壓電引入避雷器中，避免絕緣子發生閃絡的情況。在因雷擊跳閘概率較高的配電線路中，可以讓避雷器發揮自身的最大效用，但是，避雷器的建設成本也過高，無法廣泛應用于各個地區配電線路的防雷工作中。

2.5 檢修和防護說明

不管是對高壓線路進行檢修還是維護傳輸線時，工作人員必須通過嚴格的培訓并且持證上崗，對于離線和在線檢修方法也要爛熟于心，這樣才能保證自身安全。尤其是在對高壓架空輸電線進行大規模修整時，重點考慮的是在大修期間的安全問題，因為電線桿、塔架等所處的外界環境和內部環境都極其復雜，容易受到各種外部因素的干擾。而高壓電力維護是一項危險系數很高的工作，因此在檢修和維護外部電路材料時，不僅要考慮整個電力系統的穩定運行問題，還要考慮如何保障維護人員人身安全的問題。防雷檢測作為一種保護電力系統正常穩定運行的必要方式，在電力檢修和維護過程中十分常見。雖然至今為止我國的防雷技術已經有了很大的發展，但在面對電力問題時，仍要嚴陣以待，日常維護和定期保養必不可少，這也是保障電力系統安全穩定的有效保證[3]。

3 結語

總而言之，在電力輸電線路防雷工作開展之前，設計人員必須做好全面性的數據信息采集和分析，為保障防雷保護合理奠定基礎。