輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的運(yùn)用研究

黃位華 權(quán)海亮

摘要：輸電線路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，但由于其長期暴露于室外環(huán)境，尤其在夏季容易遭受雷擊，因此輸電線路的防雷設(shè)計(jì)工作具有非常重要的意義。文章在分析雷擊對(duì)輸電線路的危害的基礎(chǔ)上，探討了輸電線路防雷設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以有效避雷，維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷設(shè)計(jì);電網(wǎng)安全;避雷線

1.引言

我國地處溫帶（部分地區(qū)屬于亞熱帶氣候），雷電活動(dòng)比較強(qiáng)烈。漫長的輸電線路穿過平原、山區(qū)、跨過江河湖泊，遇到的地理?xiàng)l件和氣象條件各不相同，由于長期裸露于自然環(huán)境中，因而容易遭受各種自然現(xiàn)象的侵害，尤其是雷擊災(zāi)害的頻繁發(fā)生引起了相關(guān)單位的重視，如何昀大限度地避雷成為相關(guān)工作人員的研究重點(diǎn)。本文基于作者的工作經(jīng)驗(yàn)，旨在探討輸電線路防雷設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以供參考。

2.雷擊對(duì)輸電線路的危害概述

雷擊的破壞力極大，且在夏季頻繁發(fā)生，輸電線路一旦遭遇雷擊后果十分嚴(yán)重，具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

絕緣子閃絡(luò)。在全國大部分地區(qū)的 110kV輸電線路中，即使應(yīng)用了合成絕緣子，但仍未能避免雷擊閃絡(luò)這一突出問題。

雷擊跳閘。當(dāng)輸電線路處于雷電環(huán)境中，由于雷電電壓很高，電線電阻不變，電流短波時(shí)間內(nèi)迅速增大，空氣電閘就會(huì)跳閘。跳閘不僅影響供電，還會(huì)沿線路侵入變電所。

斷線。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，雷擊斷線事故約占總雷擊的 96.8%，約占配電網(wǎng)絕緣事故的 36.8%，不僅破壞電力供應(yīng)，甚至危及生命。

大氣過電壓。當(dāng)電力系統(tǒng)突然遭遇直擊雷或雷電感應(yīng)時(shí)，電氣設(shè)備所承受的電壓就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了額定值。一旦發(fā)生大氣過電壓便會(huì)造成停電，甚至危害人的生命安全。

輸電線路防雷設(shè)計(jì)的意義

1輸電線路的安全性是用電生活的基礎(chǔ)保障

輸電線路是整個(gè)電力系統(tǒng)的主干部分，電線將巨大的電能輸送到各個(gè)變電站及千家萬戶。輸電線路能否安全運(yùn)行，直接會(huì)影響到我國電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并保證向用戶的輸送可靠的電力。輸電線路的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)的中心任務(wù)所在，并在電網(wǎng)中占據(jù)著舉足輕重的地位，是向各行各業(yè)的生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)所在，同時(shí)也是廣大人民用電生活的需要。

3.2防雷處理是輸電線路的安全的重要課題

我國幅員遼闊，雷電活動(dòng)較為頻繁，而我國電力系統(tǒng)的事故和障礙中，雷電事故在其中占有著很大的比例，這些事故不但影響了電力系統(tǒng)的日常供電，而且增加了輸電線路及設(shè)備維修的工作量。如果電力系統(tǒng)的設(shè)備保護(hù)不夠完善，則會(huì)引起其設(shè)備絕緣的損壞，影響安全供電。如何減少輸電線路的雷害事故，較少電力損失，并保證生產(chǎn)和生活中的輸電線路的安全性，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要課題之一。

4.防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)的應(yīng)用

輸電線路大多較長，且沿線經(jīng)過山嶺、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)，遭受雷擊的機(jī)率較高。雷擊架空輸電線路引起跳閘是昀常見的雷害事故，不但影響電力系統(tǒng)的正常供電，增加線路及開關(guān)的維護(hù)工作，而且由于輸電線路上落雷，雷電波會(huì)沿線路侵入變電站，若變電站設(shè)備保護(hù)措施不完善或失靈，往往會(huì)損壞站內(nèi)設(shè)備的絕緣，造成重大損失。為此，在輸電線路的設(shè)計(jì)中必須重視防雷設(shè)計(jì)，通過采取綜合的防雷措施，以提高線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率，確保線路和站內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行，進(jìn)而提高電網(wǎng)供電可靠性。

4.1提高輸電線路的絕緣水平

輸電線路的絕緣水平直接影響著其耐雷水平，采用科學(xué)的檢測手段，加強(qiáng)零值絕緣子的檢測，以此確保輸電線路的絕緣強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)這也是確保線路耐雷水平的重要措施。通常在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)比各種絕緣子性能，分析其特性，以便選擇昀佳的絕緣子。當(dāng)前，由于玻璃絕緣子具有良好的耐電弧性、不易老化等優(yōu)點(diǎn)，因而在輸電線路設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。

4.2降低桿塔接地電阻

如果要確保雷電電流流順利接入大地中，輸電線路桿塔就必須接地，為了提高送電線路的抗雷擊性能，就應(yīng)盡量采取有效的方法降低送電線路桿塔的接地電阻。輸電線路接地電阻值大小直接影響著其耐雷水平。要想降低桿塔接地電阻就必須對(duì)桿塔區(qū)域的土壤電阻率情況有充分的了解，這樣才能采取有效的手段來降低桿塔接地電阻。降低桿塔接地電阻的方法較多，而能夠獲取昀好效果的方法就是對(duì)送電線路桿塔接地進(jìn)行改良，主要能從以下幾方面著手：第一，選擇更好的送電線路桿塔接地材料。采用新型接地材料，例如優(yōu)質(zhì)的非金屬接地模塊。相較于傳統(tǒng)接地材料，非金屬接地模塊具有適用地區(qū)廣、成本經(jīng)濟(jì)性好、施工方便、占地小、吸濕性強(qiáng)、保濕特性，抗電流沖擊能力強(qiáng)，耐溫差性能強(qiáng)等特征和優(yōu)勢，能夠昀大程度降低接地電阻，不僅提高了接地效率，還保證了接地體的穩(wěn)定性。第二，采用新型降阻劑。傳統(tǒng)的降低接地電阻的方法較多，但是均存在一定的缺陷，隨著時(shí)代發(fā)展，已經(jīng)不再適用。而采用新型降阻劑的方法，能夠起到較好的防雷擊、防干擾、防靜電作用。

4.3安裝線路避雷器

在輸電線路桿塔上安裝避雷器，這樣在線路受到雷擊后，雷擊電流超過規(guī)定值時(shí)，通過避雷器能夠?qū)⒗纂婋娏鞣至鳎徊糠址至鞯较噜彽臈U塔，另外一部分分流進(jìn)入大地中，從而保證絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。線路避雷器的材料主要為金屬氧化物，該材料具有吸收各種雷電過電壓并操作過電壓的能力。當(dāng)前，輸電線路中常用的避雷器主要有兩種，分別是無間隙型避雷器和帶串聯(lián)間隙型避雷器。其中無間隙型避雷器直接與導(dǎo)線相連接，是基于電站型避雷器而創(chuàng)新出的新產(chǎn)品，具有眾多優(yōu)點(diǎn)，包括無放電時(shí)延、吸收沖擊能量可靠、避雷器本體完全不帶電等;而帶串聯(lián)間隙型避雷器是通過空氣間隙與導(dǎo)線相連接，主要具有使用壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。而兩者中又以帶串聯(lián)間隙型避雷器應(yīng)用昀為廣泛。

4.4其他防雷措施

第一，設(shè)計(jì)中選擇輸電線路路徑時(shí)，應(yīng)充分考慮線路架設(shè)區(qū)域的情況，特別是雷電多發(fā)區(qū)域或是不利于開展防雷措施的區(qū)域，在設(shè)計(jì)中必須盡量避開，如果線路桿塔接地?zé)o法避免必須設(shè)置在容易遭受雷擊的地區(qū)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取有效措施來降低接地電阻。第二，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況以及防雷方面的經(jīng)驗(yàn)、特點(diǎn)，選擇即經(jīng)濟(jì)適用又可靠有效的避雷方式方法。第三，在設(shè)計(jì)中如果無法避免雷電多發(fā)區(qū)域，則必須盡量減少大跨度設(shè)計(jì)，同時(shí)在規(guī)程允許的范圍內(nèi)降低桿塔高度。第四，加強(qiáng)輸電線路的驗(yàn)收。對(duì)于新架設(shè)投產(chǎn)的輸電線路，必須做好相關(guān)驗(yàn)收工作，對(duì)接地體埋深進(jìn)行檢查，確保其符合規(guī)程要求;檢查射線長度，確保其符合設(shè)計(jì)長度標(biāo)準(zhǔn);對(duì)接地體和接地引下線進(jìn)行檢查，確保兩者之間的電氣連接安全可靠等。第五，日常生產(chǎn)工作中，加強(qiáng)對(duì)輸電線路線損情況檢查、維護(hù)、管理工作，對(duì)于老舊線路，應(yīng)盡量更換為新型線路;針對(duì)雷擊多發(fā)區(qū)域的線路，必須加大整治力度。

4.5恰當(dāng)運(yùn)用線路避雷器

對(duì)于采取上述防雷措施后，雷擊跳閘依然比較頻繁的地段，可考慮安裝線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在雷擊跳閘較頻繁的輸電線路上選擇性安裝避雷器可達(dá)到很好的避雷效果。但由于裝設(shè)避雷器投資較大，設(shè)計(jì)新建線路中較少使用。

5.結(jié)束語

總之，從輸電線路設(shè)計(jì)防雷措施的原則、輸電線路雷擊跳閘原因以及輸電線路設(shè)計(jì)防雷措施方面進(jìn)行了分析與探討，具有非常重要的意義。不僅有助于提高輸電線路設(shè)計(jì)水平，確保輸電線路的正常運(yùn)行，還有助于促進(jìn)我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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