雷電天氣對輸電線路失效概率影響分析

楊站江

【摘 ?要】輸電線路運行中受到自然因素的影響較大，特別是雷電天氣，做好這方面的防雷設(shè)計與防雷擊措施有著重要意義。下面文章就對輸電線路系統(tǒng)防雷設(shè)計進行分析，并探討雷電天氣下輸電線路失效的影響，結(jié)合實際情況提出具有的防雷擊策略，希望通過文章的論述能夠進一步提高我國輸電線路運行水平，保證電力系統(tǒng)的全運行。

【關(guān)鍵詞】雷電天氣;輸電線路;防雷設(shè)計;失效概率

引言

輸配電線路是電路系統(tǒng)中的重要組成部分之一。該線路對于電能傳輸、保護電力運行安全、提升電能傳輸穩(wěn)固性有著重要作用。一般情況下，大多數(shù)輸配電線路都分布在荒漠、山川等地區(qū)，具有輸配電線路長、作業(yè)環(huán)境不穩(wěn)定等諸多特點，進而導(dǎo)致輸配電線路的運行維護、故障排除難度較大。近幾年，電力系統(tǒng)完善性不斷增強，供電性能也有了明顯提升，但輸配電線路結(jié)構(gòu)的繁雜性也明顯變強。

1輸電線路系統(tǒng)的防雷設(shè)計

輸電工程是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)工程，輸電工程的安全生產(chǎn)直接關(guān)系到人們的日常工作與生活，因此，解決輸電線路中雷擊跳閘的工作成了輸電線路工程的重中之重。輸電線路的雷擊跳閘是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要因素，雷擊跳閘會嚴重影響配電系統(tǒng)的運行，造成安全事故。如果電力系統(tǒng)遭到雷擊，雷電流中的電將會進入電力線路，造成線路損毀;如果電力系統(tǒng)未直接遭受雷擊，雷擊若出現(xiàn)在離輸電線路較近的地方，電力線路中的感應(yīng)電弧也會順著線路向兩邊流動，侵入變電站，對變電設(shè)備造成損害。在架空輸電線路的供電故障中，有超過一半的故障是由雷擊引發(fā)的。因此，輸電工程建設(shè)的線路架設(shè)要根據(jù)雷電的活動強度、出現(xiàn)的頻次等進行調(diào)整與改進。此外，依據(jù)地貌環(huán)境進行輸電線路的調(diào)整，也能進行差異化配置，以維護輸電線路穩(wěn)定的工作。在雷電的多發(fā)地段，要加強對桿塔和線路的防雷保護措施，減少雷電所帶來的危害。在電力系統(tǒng)發(fā)生的輸電線路故障中，大部分故障都來源于雷擊跳閘，尤其是在雷電的多發(fā)地段，基本上所有的事故都是由雷擊引起的。例如在山區(qū)，輸電線路隨著山勢的起伏較大，輸電線路所涉及的路線垂直高度落差較大，冷暖空氣更易交匯，空氣對流現(xiàn)象頻繁，雷電活躍多發(fā)，所以，在線路的初步設(shè)計中，就要考慮到防雷設(shè)計，明確其重要性。

2雷電天氣對輸電線路失效概率影響分析

輸電線路雷擊事故的產(chǎn)生將在很大程度上影響輸電線路的正常運行，輸電線路發(fā)生雷擊事故的原因有很多，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。首先輸電線路桿塔存在問題，接地效果不佳，這種情況就會加大與地面接觸的電阻阻值，從而為輸電線路埋下安全隱患，導(dǎo)致雷擊事故的發(fā)生。[1]其次，輸電線路雷擊事故的產(chǎn)生原因中還包括缺乏健全的絕緣配置，絕緣配置在輸電線路的運行時具有防止電流回流的作用，如果絕緣配置出現(xiàn)問題將會引起雷擊跳閘事故的發(fā)生，并且隨著時間的積累，輸電線路的絕緣配置極易出現(xiàn)老化，這也在一定程度上為輸電線路跳閘事故的發(fā)生埋下了安全隱患。最后，在避雷線的使用上存在問題，避雷線是輸電線路用來防雷的重要舉措，在雷擊發(fā)生時，避雷線可以有效的隔斷雷電與線路之間的聯(lián)系，從而有效的減少雷擊事故的發(fā)生概率，但是現(xiàn)階段設(shè)計師在進行避雷線的設(shè)計上，并沒有重視桿塔保護角度的設(shè)計，使得避雷線不能發(fā)揮其良好的避雷效果。

3輸電線路防雷擊的有效措施

3.1架設(shè)避雷線

在輸電線路施工過程中，要架設(shè)避雷線用于保護輸電線路的安全運行。避雷線是最為基本和重要的防雷保護措施，具備防雷效果好、適用于輸電線路防雷保護的特點，輸電線路的電壓越高，越能起到良好的防雷效果。避雷線主要對輸電線路遭受直擊雷有著明顯的防護作用，在避雷線架設(shè)過程中，應(yīng)減小避雷線對導(dǎo)線的保護角，以保證防雷效果。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，220kV輸電線路以及330-500kV超輸電線應(yīng)采用雙避雷線，避雷線對邊導(dǎo)線的保護角為20。同時，架設(shè)避雷線還能夠減少輸電線在雷電天氣條件下的閃絡(luò)次數(shù)，保證線路絕緣子串的穩(wěn)定性，進一步避免輸電線形成感應(yīng)電壓，保證導(dǎo)線運行穩(wěn)定。

3.2減小線路的保護角

在維護輸電線路的方法中還有一種技術(shù)措施，就是降低輸電線路的耐雷水平。但是，對于已經(jīng)完成或投入運行的線路已經(jīng)不適合改變線路的保護角，尤其是地勢環(huán)境較為復(fù)雜的桿塔等。因此，要從多個方面綜合考量研究，選擇正確、適宜的線路改良方式。

3.3避雷線的架設(shè)

在輸電線路的防雷措施中，避雷線的架設(shè)是其最重要的舉措，對避雷線進行科學(xué)合理的架設(shè)可以有效的避免雷擊事故對輸電線路所造成的損害。在架設(shè)避雷線時，首先要對周圍的情況進行調(diào)查，如果該地區(qū)較為空曠，在雷擊事故發(fā)生時就會加大雷電擊中電線的幾率，所以工作人員重點應(yīng)該在空曠地區(qū)對避雷線進行架設(shè)。[5]相較于沒有安裝避雷線的輸電路，跳閘現(xiàn)象時有發(fā)生，進而造成輸電線路絕緣層的損毀，但是安裝避雷線之后，輸電線路就可以降低跳閘現(xiàn)象發(fā)生的幾率，并且也不會損毀該輸電線路的絕緣層，由此可見，避雷線的架設(shè)可以對輸電線路的絕緣層進行保護，從而有效的提高輸電線路的耐雷水平。

3.4促進架空電力線路的絕緣效果

在電力發(fā)展過程中，要想保證其線路的絕緣性被有效提高，則需要將其線路的耐電度進行有效提高，在實際的實施過程中，首先需要促進桿塔上絕緣子數(shù)量的增加，提高其絕緣子串中的閃絡(luò)沖擊電壓值，從而將其耐雷電效果進行有效增強，實現(xiàn)對跳閘率的控制。與此同時，還可以將差異絕緣法進行應(yīng)用，就其電路來說，即使在同一個塔桿上面，其三項絕緣性能也是不同的，下面的絕緣子數(shù)量更多，也就是說，一但其遭受雷擊，就會導(dǎo)致導(dǎo)線的絕緣體被穿透，使得其進入到地面，從而對雙向閃絡(luò)問題進行有效防范。

3.5減少地線電阻

當桿塔遭遇到直擊雷的破壞時，在桿塔頂部與地面間會產(chǎn)生過大電壓，瞬間增加與傳輸線路的電位差，在電位差超過絕緣材料的絕緣能力范圍時，就會造成線路閃絡(luò)。在此情況下，若因閃絡(luò)產(chǎn)生的電流傳導(dǎo)到其他臨近的桿塔，則會導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)高電流，引發(fā)線路跳閘，造成輸電線路故障。為避免上述情況發(fā)生，可通過降低桿塔接地電阻減少電壓差，避免電壓差超過絕緣材料的承受范圍。在架設(shè)輸電線時，為降低電阻，可將鎂合金地線埋設(shè)在線路下方，利用耦合地線增輸電線路與避雷線耦合度，控制輸電線路在遭受雷擊時產(chǎn)生過大電壓，起到分擔(dān)電壓的作用，進而提高輸電線路的防雷效果。

4輸電線路的檢查要點和維護措施

在對輸電線路進行檢修和維護時，必須由專業(yè)的檢修人員來操作，熟練掌握離線和在線的檢修方式。在對架空輸電線路進行檢修時，重點是檢修時的安全問題，因為電線桿、塔等所處的工作環(huán)境容易受各種外界因素的干擾。在外界電路材料的檢修和保養(yǎng)維護時，要確保線路的穩(wěn)定工作和檢修人員的人身安全。防雷檢測是保證輸電線路穩(wěn)定工作正常運轉(zhuǎn)的有效手段，目前，我國的防雷技術(shù)已經(jīng)處于世界先進水平，但是，仍需要在日常生活中對輸電線路進行保養(yǎng)和檢修，以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在輸電線路的建設(shè)過程中，工作人員要嚴格按照國家的標準和相關(guān)規(guī)范進行施工，做到每個環(huán)節(jié)都有專人檢查，提高輸電線路的整體工作效率，減少由輸電線路故障帶來的經(jīng)濟損失。

結(jié)語

總之，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸配電線路對于電力系統(tǒng)的影響也在逐漸增大，同時電網(wǎng)智能化、自動化的發(fā)展更是對于輸配電線路的運行提出了更高要求。因此，電力工作人員應(yīng)當從多個方面入手，盡可能的保障輸配電線路的良好運行。

參考文獻：

[1]榮晨.高壓輸電線路綜合防雷措施的分析與探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（12）：51-52.

[2]鄭瀟嘯，文中，黃林.高壓輸電線路綜合防雷對策分析[J].通信電源技術(shù)，2018，v.35;No.171（03）：231-232.

[3]呂鑫.高壓輸電線路綜合防雷措施的分析與探討[J].科技尚品，2017（06）：228-228

（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司威海市文登區(qū)供電公司）