輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的運用分析

虞建武

（國網(wǎng)溫州供電公司檢修分公司輸電運檢室，浙江 溫州 325000）

1 輸電線路設(shè)計中防雷技術(shù)的重要性

在輸電線路運行的過程中，雷擊是普遍存在的引發(fā)輸電線路故障的因素。通常情況下，雷擊具有較強的突擊性、爆發(fā)性，可在瞬間產(chǎn)生熱電效應(yīng)、磁場效應(yīng)，破壞能力極強。因此，當(dāng)雷擊電力輸電線路時，將對其產(chǎn)生巨大的危害，導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)損壞，進而引發(fā)線路故障。

結(jié)合工作經(jīng)驗，在輸電線路運行過程中，雷擊故障的類型大致可分為以下3種：①雷直擊桿塔。輸電線路（Electricity Transmission Line）主要是由架空輸電線路（Overhead Transmission Line）和電纜輸電線路（Cable Transmission Line）組成，其中，架空輸電線路主要由輸電導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等共同組成[1]。由于輸電線路中的桿塔相對較高，在雷雨天氣，當(dāng)大地感應(yīng)到雷云中存在電荷時，輸電線路桿塔將充當(dāng)傳導(dǎo)媒介，導(dǎo)致雷擊桿塔問題的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致塔頂電位升高。當(dāng)電位超過絕緣子的抗雷水平時，會引發(fā)絕緣子發(fā)電現(xiàn)象的產(chǎn)生，形成單線接地，出現(xiàn)輸電線路故障。②雷直擊導(dǎo)線，即雷繞過避雷線直接作用在輸電線路的導(dǎo)線上，從而引發(fā)線路絕緣子發(fā)生閃爍出現(xiàn)跳閘停電故障，因此又被稱為“繞擊閃爍故障”。誘發(fā)繞擊閃爍故障的因素有很多，比如避雷線保護、接電電阻值、桿塔設(shè)計高度、導(dǎo)線布置形式、地理條件等。③雷擊線路周邊。隨著近年來電力技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用，高集成度的電子設(shè)備逐漸被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，由于高集成度的電子設(shè)備對雷電電磁脈沖具有極強的反應(yīng)，當(dāng)雷擊作用于輸電線路周圍時，會導(dǎo)致輸電線路瞬間形成感應(yīng)過電壓，增加電力輸電線的電荷量，引起絕緣子破裂、擊穿等事故，甚至入侵到變電站，威脅到整個電力系統(tǒng)，影響電力系統(tǒng)的安全運行[2]。因此，在輸電線路設(shè)計中，實現(xiàn)防雷技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用對保障輸電線路運行的穩(wěn)定與安全具有重要意義。

2 防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的運用

2.1 科學(xué)布置輸電線路

由于輸電線路雷擊故障的產(chǎn)生與線路所在地域環(huán)境存在密切的關(guān)聯(lián)性，因此在輸電線路設(shè)計過程中，需對輸電線路所在地的地理環(huán)境、氣候條件、地質(zhì)條件等進行綜合分析，避免將輸電線路布置于雷電多發(fā)區(qū)域，從而減少雷擊故障的發(fā)生。一般情況下，雷擊多發(fā)區(qū)域可分為以下幾類：①地下水位相對較高且富有導(dǎo)電性礦藏的地區(qū)；②山區(qū)風(fēng)口處及順風(fēng)向的河谷區(qū)域；③地質(zhì)電阻率極易發(fā)生改變的地區(qū)，或者土質(zhì)電阻率相對較低的地區(qū)，比如山坡斷層地帶、山谷地區(qū)、農(nóng)田等；④具有豐富水資源的盆地區(qū)域；⑤土質(zhì)相對較好、植被覆蓋率較高的地區(qū)，比如樹林[3]。

2.2 科學(xué)配置線路避雷器

為進一步提升輸電線路的耐雷水平，在輸電線路設(shè)計過程中，可在搭設(shè)避雷線的基礎(chǔ)上科學(xué)配置避雷器裝置。例如，在輸電線路中，將絕緣氧化鋅避雷串并聯(lián)在線路絕緣子上，用以分散雷電流，使擊穿電壓小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，從而保證輸電線路電壓始終處于安全范圍，防止因絕緣導(dǎo)線產(chǎn)生過電壓而引發(fā)雷擊故障。又比如，在構(gòu)建現(xiàn)代防雷系統(tǒng)時，加強三合一或二合一信號防雷器的科學(xué)應(yīng)用，實現(xiàn)模擬信號線路、電源、同軸信號等的有效防護。在此過程中，應(yīng)保證防雷器PE端良好接地，做好日常檢查與維修工作。通常情況下，避雷器在環(huán)境相對惡劣的山區(qū)架空輸電線路工程設(shè)計、水電站附件的輸電線路工程設(shè)計、跨越相對較大的鐵塔中具有廣泛的應(yīng)用。

2.3 科學(xué)搭設(shè)避雷線

在輸電線路設(shè)計中，搭設(shè)避雷線是較為常用的一種防雷技術(shù)，具有分流、屏蔽等作用，防雷效果相對較好。通常情況下，避雷線多應(yīng)用于電壓等級在200 kV以上的輸電線路中，當(dāng)輸電線路電壓超過500 kV時，則需要搭設(shè)兩條避雷線，用以增強輸電線路保護能力，減少雷擊故障的發(fā)生。與此同時，在搭設(shè)避雷線的過程中，避雷線的保護范圍通常用保護角表示（避雷線與外側(cè)導(dǎo)線間連線、垂直線的夾角）。在輸電線路的設(shè)計過程中，為保證避雷線保護作用的充分發(fā)揮，應(yīng)根據(jù)實際情況科學(xué)確定保護角。一般情況下，在搭設(shè)雙避雷線時，其保護角應(yīng)盡量控制在20°左右；在山區(qū)多雷區(qū)域，盡量將保護角設(shè)計為負保護角；在220～330 kV線路設(shè)計中，應(yīng)將保護角控制在20°～30°之間。

2.4 有效應(yīng)用自動重合閘技術(shù)

自動重合閘（Automatic Reclosing Switch）技術(shù)是線路保護中較為常用的技術(shù)之一。通常情況下，在輸電線路系統(tǒng)中有效安裝自動合閘裝置，可根據(jù)電路故障實際情況，通過自動合閘進行線路保護，實現(xiàn)線路故障影響的有效控制?？偨Y(jié)工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在架空輸電線路中安裝自動合閘裝置，當(dāng)發(fā)生線路故障時，在繼電保護動作下實現(xiàn)故障切除，電弧自動熄滅，從而提升輸電線路供電的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。目前，在110 kV、220 kV輸電線路設(shè)計過程中，常應(yīng)用單項重合閘進行線路保護；在易發(fā)生相間短路故障的輸電線路中，常采用綜合重合閘進行線路保護。

3 結(jié)論

總而言之，輸電線路在電力系統(tǒng)中承載著電能分配與輸送的重要使命，其運行的穩(wěn)定與安全對保障整個電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全至關(guān)重要。因此，相關(guān)部門及工作人員應(yīng)在明確認識防雷技術(shù)應(yīng)用重要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合雷電故障形成原因，根據(jù)輸電線路工程實際情況，對輸電線路進行科學(xué)的設(shè)計，實現(xiàn)防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的科學(xué)應(yīng)用，從而降低雷電故障發(fā)生概率，減小雷電故障對電力系統(tǒng)運行質(zhì)量的影響。

［1］丁博，趙銘.輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的運用研究［J］.中國高新區(qū)，2018（01）：149.

［2］田海遙.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用［J］.科技資訊，2017，15（14）：22-23.

［3］仲海軍，毛妹，王儷潼，等.輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的運用解析［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2016（05）：234.