輸電線路差異化防雷技術(shù)與策略思考

楊先紅

摘要：國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開電能支持，只有在電網(wǎng)安全運(yùn)行狀況下才能夠營造穩(wěn)定社會基礎(chǔ)。當(dāng)前電網(wǎng)受到各種自然災(zāi)害危害，以雷電危害為主，因此各種電網(wǎng)防雷技術(shù)出現(xiàn)了，輸電線路差異化防雷技術(shù)就是其中一種，輸電線路差異化防雷技術(shù)主要根據(jù)輸電線路實(shí)際結(jié)構(gòu)配置展開防雷，根據(jù)不同情況可制定出多種防雷策略。

關(guān)鍵詞：輸電線路;差異化防雷技術(shù);策略

引言

輸電線路在整個電網(wǎng)中極其的重要，一旦受到雷擊就會直接影響到城市的整個線路的運(yùn)行，帶來很大的安全隱患。由于輸電線路大多都裸露在空氣中，極易受到環(huán)境和人為的損害，雷雨來臨之際總是會有大型的雷電事故和經(jīng)濟(jì)折損，因此，電力施工隊著重實(shí)施防雷舉措，力圖將雷電的發(fā)生概率降到最低。

一、輸電線路概念及雷電破壞原理概述

輸電的概念為變壓器將發(fā)電機(jī)中發(fā)出來的電能升壓后，經(jīng)過斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路的過程。整體的輸電線路可以分為兩種類型，一類為架空輸電線路，一類為電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、絕緣子、導(dǎo)線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)架而成。按照輸送電流的性質(zhì)分為直流輸電和交流輸電。

高壓輸電線路故障的最大的自然因素之一是雷電。浪費(fèi)能源資源時同時會發(fā)生故障，導(dǎo)致整個現(xiàn)代電力系統(tǒng)受損。眾所周知，雷電活動能產(chǎn)生熱電效應(yīng)和磁場效應(yīng)強(qiáng)度，會產(chǎn)生很強(qiáng)的機(jī)械損傷，在高壓輸電線路暴露的荒野特別容易受到電磁輻射的影響，對我們而言會造成很大危害和損失。當(dāng)前電子設(shè)備集成的電壓非常高，它們被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中。高度集成的電子設(shè)備受雷電電磁脈沖影響非常敏感的。當(dāng)輸電線路雷擊過后，電磁波會超載，由于集成電路的高靈敏度性，變電站運(yùn)行設(shè)備引線損壞感應(yīng)敏感器件，這就會使電源監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生跳閘，輸電設(shè)備就會造成錯誤操作。對現(xiàn)在變電站輸電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大破壞。輸電線路被雷擊也被稱為大氣的過壓，分為直接雷擊過壓和雷電感應(yīng)壓兩種類型。其原因是當(dāng)放電雷電產(chǎn)生過壓時，以放電線桿為載體，引線絕緣被擊穿。通過建立雷電放電通道，異構(gòu)電荷引起的電荷和地球交換引起的電荷在云中，所以它被雷電擊中的和接地的裝置還是完好的。當(dāng)輸電線路雷電感應(yīng)電壓達(dá)到400kV，絕緣電壓值在35kV歲以下會造成很大的威脅，雷電對110kV及以上的線路絕緣并沒有多大的威脅。

二、輸電線路差異化防雷技術(shù)應(yīng)用策略

（一）根據(jù)電壓等級的不同架設(shè)避雷線

輸電線路的防雷，應(yīng)根據(jù)線路的電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)雷電活動的強(qiáng)弱、地形地貌特征和土壤中電阻率的大小等實(shí)況，再比較經(jīng)濟(jì)技術(shù)，選擇合理有效的防雷方式。35kV線路不適合全線裝配避雷線，通常在變電所進(jìn)線的那段裝配1～2km的避雷線，同時在雷電比較活躍的地區(qū)裝配避雷線，或安裝相關(guān)的避雷器。110kV線路的全線都應(yīng)該裝配避雷線，在山區(qū)中就應(yīng)選取雙避雷線;然而對于雷電活動較少的地段，可以不裝配避雷線。220kV線路的全線都應(yīng)該裝配避雷線，應(yīng)選取雙避雷線。而對于裝配避雷線的輸電線路，應(yīng)該專注桿塔上的避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角，一般采用20°～30°的保護(hù)角，并同時還應(yīng)做好桿塔的接地。按照不同的土壤電阻率，設(shè)置不同的桿塔的工頻接地電阻。對于35kV線路裝配的金屬氧化物避雷器的一些技術(shù)參數(shù)，通常應(yīng)滿足以下條件：一是持續(xù)運(yùn)行電壓（有效值）不小于40.8kV;二是額定電壓（有效值）不小于51kV;三是直流1mA參考電壓不小于73kV（范圍在73～74kV之間）;四是標(biāo)準(zhǔn)放電電流5kA等級下殘壓（峰值）不大于：雷電沖擊134kV操作沖擊114kV、陡波沖擊154kV。五是2000μs方波電流（峰值）200A。六是對絕緣配置，根據(jù)線路污穢等級要求確定。

（二）加強(qiáng)對防雷設(shè)備、設(shè)施的定期巡視

架空輸電線路的防雷設(shè)備大多都位于野外，經(jīng)常遭受等外力破壞，這其中有人為（如盜竊）的因素也有自然的因素。因此，只有加強(qiáng)對防雷設(shè)備的巡視檢查，及時掌握其運(yùn)行狀態(tài)，才能使防雷設(shè)備真正地起到防雷的效果。在對防雷設(shè)備的檢查巡視中：要注意觀察避雷線、接地引下線、接地引上板、連接金具間的連接、固定以及銹蝕情況;接地線引下線是否有斷股、斷線的情況;對運(yùn)行時間長、實(shí)測接地電阻有達(dá)不到要求的，可以對地網(wǎng)進(jìn)行開挖檢查，看其是否嚴(yán)重銹蝕、埋入地下部分有無外露、丟失，以確保各部分都接觸良好方可。

（三）增加絕緣強(qiáng)度

由于高塔落雷時產(chǎn)生的感應(yīng)電壓很大、塔頂電位較高，所以雷擊一般都非常嚴(yán)重，可以在雷擊較多的線路中增加絕緣片來增加地線和跨檔導(dǎo)線間的距離，從而提高線路具有的耐雷性。但此種做法會造成整條線路絕緣水平不平衡，在遭受雷擊時其他絕緣子片數(shù)較少地段可能會因為雷電的影響造成絕緣子擊穿事故，因此為進(jìn)一步減少雷電的傷害，可以全線絕緣子片數(shù)都增加相同片數(shù)，增加全線的耐雷性。

（四）合理選擇線路路徑與裝設(shè)避雷器

通過許多線路運(yùn)行經(jīng)驗表示，輸電線路的遭雷擊部位大都集中于線路中的某段區(qū)域。因此，在設(shè)計過程中若能夠躲避這些易擊區(qū)或進(jìn)行線路的加強(qiáng)、保護(hù)，就能有效的防止雷害事故的發(fā)生。易遭受雷擊的地段主要有：山區(qū)風(fēng)口、順風(fēng)峽谷、河谷等。潮濕盆地，如鐵塔周圍有水庫、沼澤地、魚塘、灌木等。土壤電阻率突變地帶，比如演示與土壤交界處，地質(zhì)斷層地帶以及小河山谷等處。地下水位較高或地下有導(dǎo)電性礦地面等。安裝避雷器后，能使由于雷擊產(chǎn)生的電壓高于一定幅值時產(chǎn)生動作，為雷電流提供低阻抗通路，把雷電泄放至大地，能夠有效的抑制電壓升高，確保線路和設(shè)備的安全。

（五）輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險評估

輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險評估是輸電線路安裝差異輸防雷措施的關(guān)鍵因素之一，有效地評估輸閃絡(luò)風(fēng)險，才能更加準(zhǔn)確的評估輸電線路耐雷擊程度。進(jìn)行輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險評估主要對輸電線設(shè)計、特點(diǎn)、桿塔結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行考慮，對每個基桿塔的耐雷性能進(jìn)行評估。另外，對當(dāng)?shù)乩纂娀顒忧闆r進(jìn)行評估也是必要的，通過桿塔所在區(qū)域的雷電活動特征、頻繁程度、地形、絕緣配置等，對雷擊程度進(jìn)行評估，將每個基桿塔耐雷性能評估結(jié)果和雷擊程度評估結(jié)果結(jié)合在一起，最終確定輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險評估。

（六）減小桿塔接地電阻以降低反擊率

接地面的選取應(yīng)綜合考慮環(huán)境和變電站輸出等情況，選取合適地面作為接地區(qū)域出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，過多的接地保護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。其實(shí)只要接地面選取合理，選取中還應(yīng)注意減小桿塔接地電阻，在一定程度上，這樣可以降低桿塔在遭遇雷電流反擊后，桿塔出現(xiàn)的高電位，從而降低線路跳閘率，若電網(wǎng)接地電阻過大需采取相應(yīng)措施降低其阻值。

結(jié)束語

總而言之，我國電力系統(tǒng)中，輸電線路占據(jù)著重要的位置。但是，由于受到不良因素的影響，比較典型的代表就是雷擊，導(dǎo)致輸電線路在架設(shè)的過程中存在許多問題，為了能夠確保輸電線路可以安全的運(yùn)行，需要相關(guān)部門做好防雷的措施。差異化防雷技術(shù)根據(jù)地形以及雷電活動等特點(diǎn)進(jìn)行了分析和研究，在輸電線路架設(shè)過程中起到積極的作用。因此，在輸電線路實(shí)施差異化防雷技術(shù)，對抵御雷擊具有顯著的效果，值得廣泛應(yīng)用。

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