劉海峰 段建平

【摘 要】雷擊事故在我國(guó)總體電力事故中，占據(jù)了很大的比重，因此加強(qiáng)輸電線路設(shè)計(jì)的安全性與可靠性是整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。本文探討了輸電線路設(shè)計(jì)階段防雷技術(shù)的合理應(yīng)用，可以使電力系統(tǒng)獲得有效保護(hù)。

【關(guān)鍵詞】輸電線路設(shè)計(jì) 防雷技術(shù) 應(yīng)用研究

在電力系統(tǒng)非計(jì)劃停運(yùn)中，雷電事故一般占30%以上，有的地區(qū)甚至更高），對(duì)電力安全傳送的影響及危害非常大。輸電線路雷害事故引起的跳閘，不但影響電力系統(tǒng)的正常供電，增加輸電線路及開(kāi)關(guān)設(shè)備的維修工作量，而且由于輸電線路上落雷，雷電波還會(huì)沿線路侵入變電所。因此有必要對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)中的線路防雷技術(shù)進(jìn)行探討。

1 對(duì)輸電線路發(fā)生雷擊的影響因素分析

1.1線路桿塔高度參數(shù)

在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)必須對(duì)部分精確的參數(shù)值進(jìn)行關(guān)注，避免產(chǎn)生較大的參數(shù)值誤差，否則易在鋪設(shè)線路時(shí)容易產(chǎn)生以下問(wèn)題：塔身電感和電流程度加大，反擊電流以及電壓減少；由于相鄰桿塔分流，會(huì)降低分流作用；若線路之間間距差異較大，會(huì)提升導(dǎo)線的閃爍程度。

1.2地形條件不利

地形、氣候等都會(huì)對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)造成影響。常見(jiàn)不良現(xiàn)象有以下幾個(gè)方面：沿海地區(qū)具有較長(zhǎng)海岸線，空氣中鹽度過(guò)高會(huì)加大雷擊發(fā)生率；傾斜山坡下坡地段有過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)線，上坡地段繞擊較少，會(huì)加大保護(hù)角度，從而增加繞擊頻率，使山坡壓力進(jìn)一步增加并加深整體的雷害程度；部分縱深山谷地帶存在復(fù)雜的氣流運(yùn)動(dòng)，容易加大雷擊范圍，減少保護(hù)屏障。發(fā)生原因在于在上述氣候條件下存在較為明顯的開(kāi)放空間，從而增加暴露弧長(zhǎng)，并使氣壓上升，加大雷擊發(fā)生率。

1.3雷電活動(dòng)強(qiáng)烈

山區(qū)地帶通常地形復(fù)雜，存在較為頻繁的氣流活動(dòng)，因而容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的雷電活動(dòng)，平原地區(qū)由于地勢(shì)平坦產(chǎn)生強(qiáng)烈雷電活動(dòng)的幾率較低。

1.4土壤電阻率高

有結(jié)果表明，接地電阻與桿塔雷擊統(tǒng)計(jì)有密切聯(lián)系，在安裝輸電線路時(shí)需要選擇山地等地形地貌復(fù)雜的地區(qū)，會(huì)對(duì)線路鋪設(shè)造成不良影響。必須做好土壤以及巖石等有效分層。通常技術(shù)人員在進(jìn)行線路鋪設(shè)時(shí)會(huì)加入避雷干擾等技術(shù)因素。若線路鋪設(shè)區(qū)抗雷水平較差或者銹蝕較為嚴(yán)重，需要采取有效的清理和改善措施，以使接地裝置的完整性得到有效保證，同時(shí)做好線路的日常維護(hù)工作。

2 輸電線路防雷差異化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1改進(jìn)接地裝置

在線路防雷保護(hù)的眾多舉措中，接地裝置改造很重要，對(duì)老舊線段桿塔進(jìn)行改造能夠使線段的耐雷水平獲得極大提高并降低接地電阻值。通常一般線段耐雷水平應(yīng)達(dá)到40kA，110kV線路耐雷水平需達(dá)到40kA以上，220kV線路耐雷水平需要達(dá)到110kA，桿塔絕緣水平、高度以及雷電波陡度等因素均會(huì)對(duì)實(shí)際耐雷水平產(chǎn)生影響。相關(guān)研究結(jié)果表明，線路耐雷水平受接地電阻大小的影響，為了提高安全性，必須對(duì)接地裝置進(jìn)行有效改進(jìn)，同時(shí)使接地電阻獲得有效降低。在進(jìn)行接地裝置改進(jìn)時(shí)需要對(duì)接地裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，盡量應(yīng)用相鄰線路桿塔水平接地極、傳統(tǒng)式延伸地線以及新型強(qiáng)化電磁感應(yīng)型接地裝置等互連方式，根據(jù)地形以及季節(jié)等對(duì)接地裝置的埋設(shè)深度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.2應(yīng)用線路避雷器

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，同時(shí)由于制造成本的不斷降低，金屬氧化物避雷器獲得了更加廣泛的應(yīng)用。采用避雷器保護(hù)桿塔能夠使雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象獲得較大幅度的清除，從而使輸電線路繞擊雷防護(hù)效果獲得有效提高。將線路避雷器應(yīng)用于110kV輸電線路上后，線路的耐雷水平獲得明顯提高，可達(dá)到100至180kA，將線路避雷器應(yīng)用于220kV輸電線路上后，桿塔的耐雷水平同樣能夠獲得明顯提高，可達(dá)到200至300kA，能夠使閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生率得到明顯降低。

線路耐雷水平、雷電流大小與輸電線路避雷器的保護(hù)范圍具有非常密切的聯(lián)系，若桿塔安裝線路避雷器且線路耐雷水平高于雷電流，則線路全線段均能夠受避雷器保護(hù)，避免絕緣子出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象。若線路耐雷水平低于雷電流，則避雷器無(wú)法對(duì)桿塔絕緣子產(chǎn)生保護(hù)作用，僅能夠?qū)Ρ緱U塔絕緣子產(chǎn)生保護(hù)作用，從而容易引發(fā)雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象。

若避雷器安裝點(diǎn)鄰近桿塔落雷，則未安裝線路避雷器輸電線路與輸電線路全段耐雷水平相同，無(wú)法發(fā)揮線路避雷器的防雷作用。若安裝了線路避雷器桿塔與繞擊點(diǎn)接近時(shí)，此時(shí)輸電線路的最大繞擊雷電流1max遠(yuǎn)低于輸電線路的最小繞擊閃絡(luò)雷電流1min，可避免輸電線路全線桿塔線路絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，能夠?qū)旊娋€路全線段產(chǎn)生保護(hù)作用，而繞擊雷落點(diǎn)位于鄰近桿塔時(shí)，若輸電線路的自然最小繞擊閃絡(luò)電流1min小于繞擊雷電流，則難以取得理想的防雷效果，鄰近桿塔線路絕緣子易產(chǎn)生閃絡(luò)。

2.3進(jìn)行自動(dòng)重合閘裝置的安裝和應(yīng)用

安裝自動(dòng)重合閘裝置能夠確保電力系統(tǒng)遭到雷擊時(shí)自動(dòng)跳閘從而避免受損，自動(dòng)跳閘后，能夠自動(dòng)消除之前產(chǎn)生的部分系統(tǒng)故障。相關(guān)資料顯示，輸電線線路中安裝自動(dòng)重合閘裝置后，不足30kV的輸電線路重合閘成功率為60%，而超過(guò)70kV的線路重合閘成功率則高達(dá)80%，以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示自動(dòng)重合閘裝置能夠取得理想的防雷效果，為了避免電力系統(tǒng)受損，應(yīng)該在各等級(jí)電壓線路中進(jìn)行自動(dòng)重合閘裝置的安裝。

2.4搭設(shè)避雷線

避雷線具有屏蔽、耦合、分流以及防雷效率高的特點(diǎn)，進(jìn)行避雷線選擇時(shí)必須根據(jù)輸電線路電壓級(jí)別，為了使避雷線的屏蔽功能獲得有效提高，500kV高壓線需要搭設(shè)兩個(gè)避雷線，200kV以上輸電線路需要行性避雷線全程搭設(shè)。為了使避雷線的保護(hù)能力獲得有效提高，必須保證各塔區(qū)避雷線全部處于接地狀態(tài)，同時(shí)確保避雷線之間存在一定間隙。為了使功率損耗獲得有效降低，我國(guó)在進(jìn)行高壓以及超高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)通常行避雷線搭設(shè)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在輸電線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到雷擊造成的危害。不僅要通過(guò)觀測(cè)雷電情況掌握雷電參數(shù)和規(guī)律，還要主動(dòng)加強(qiáng)與氣象部門(mén)的溝通，全面獲取雷電資料，以便在輸電線路設(shè)計(jì)中運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆览准夹g(shù)。同時(shí)，不斷增加防雷科技含量，提高電力防雷擊能力，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

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