淺析輸電線路防雷技術(shù)分析及維護措施

王魁業(yè)

摘 要：雷電對于電力線路危害比較大，輸電線路架設(shè)安裝時必須要重視線路防雷施工問題。本文就輸電線路雷擊的危害及當前階段線路架設(shè)過程中常見的防雷施工技術(shù)進行簡單的討論研究。

關(guān)鍵詞：輸電線路 雷擊損害 防雷接地技術(shù) 電力線路維護檢修

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0062-02

輸電線路的安全直接影響著整個電力網(wǎng)絡(luò)的正常運行，許多電力線路都分布在空曠的地方，運行過程中很容易遭遇雷擊故障，導致電力設(shè)備受到損傷，或者發(fā)生火災(zāi)等危險事件，不僅影響電力網(wǎng)絡(luò)的正常供電，還可能會危及周圍居民的生命財產(chǎn)安全，因此，線路的防雷工作一直以來都是電力企業(yè)關(guān)注度的焦點問題之一。

1 電力線路常見雷擊損害形式

夏季是雷雨高發(fā)的季節(jié)，雷雨天氣，大氣層中的雷云會釋放大量的電荷，雷電擊中電力線路或者附近區(qū)域時，會為線路帶來雷擊損害。眾所周知，雷電主要有直擊雷、感應(yīng)雷以及球形雷3種形式，電力線路在實際的運行過程中比較常見的是感應(yīng)雷損害和直擊雷損害2種，相對而言直擊雷損害比較少。電力線路直接遭遇雷擊損害，很容易出現(xiàn)電氣設(shè)備短路、設(shè)備損傷等安全事故，進而影響周圍電力網(wǎng)絡(luò)的正常供配電工作。感應(yīng)雷損害與直擊雷有一定的關(guān)系，雷雨云放電或者靜電感應(yīng)的時候會發(fā)生電磁感應(yīng)，電力線路或者電氣設(shè)備附近區(qū)域被雷電擊中后會導致周圍區(qū)域的磁場發(fā)生比較劇烈的變化，導致電力線路感應(yīng)電荷，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，線路內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電流，一旦感應(yīng)電壓的大小超出電力設(shè)備耐壓值，就可能會導致電力線路中相關(guān)的器件被擊穿，導致電力線路發(fā)生斷路、短路等故障。

2 雷擊跳閘分析

2.1 繞擊成因分析

輸電線路設(shè)計時，為了盡量降低線路遭遇雷擊的概率，設(shè)計人員必須要明確線路遭遇雷擊的原因，經(jīng)過有關(guān)研究人員的現(xiàn)場實測、模擬實驗后發(fā)現(xiàn)，電力線路遭遇雷擊主要與雷電流的強度、電力線路桿塔的接地電阻大小、線路絕緣放電電壓等因素有關(guān)，雷電繞擊率與輸電線路經(jīng)過區(qū)域的地質(zhì)地貌條件、電力線路桿塔的高度、避雷線對邊導線保護角等因素密切相關(guān)。因此，與平地輸電線路相比，桿塔輸電線路的繞擊率明顯較高，山區(qū)輸電線路設(shè)計時，經(jīng)常會出現(xiàn)大高差檔距、大跨越的問題，這些區(qū)段的電力線路的耐雷水平往往比較低。除此之外，部分地區(qū)的雷擊活動比較強烈，這種情況下該區(qū)段的電力線路遭遇雷擊的概率也會有所提升。

2.2 反擊成因分析

電力線路遭遇雷擊時，雷電流經(jīng)過桿塔頂部或者避雷線流過接地體及塔體，會使得桿塔的電位升高，導線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，當該感應(yīng)過電壓與桿塔電位合成的電位差超過電力線路的絕緣閃絡(luò)電值的時候，桿塔與導線之間就會發(fā)生反擊閃絡(luò)。實際的線路架設(shè)過程中，為了能夠有效地提升輸電線路的耐雷水平，可以采用提高線路的耦合系數(shù)或者降低桿塔的接地電阻的方式實現(xiàn)這一目標。

3 輸電線路防雷接地技術(shù)

3.1 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路敷設(shè)時最常見的避雷途徑，避雷線一般架設(shè)在桿塔的頂部，顧名思義主要作用是防雷。輸電線路運行使用的過程中，一旦遭遇雷擊事故，線路上會迅速產(chǎn)生較大的過電壓，該過電壓的數(shù)值明顯超過線路的額定電壓值，有時甚至可能會達到幾百萬伏大小，一旦該電壓值超過線路絕緣子串的抗電強度，就很可能會導致電力線路出現(xiàn)跳閘的問題，嚴重時可能會導致大面積的停電事故。避雷線與桿塔下埋設(shè)的接地裝置連接在一起，使用避雷線，可以將雷擊電流導入到大地之中，有效地避免電力線路被雷擊的故障，且輸電線路的電壓越高，避雷線的避雷效果越明顯，因此，實際的電網(wǎng)建設(shè)過程中，110～220kV及以上電壓等級的輸電線路均架設(shè)有避雷線。如果是超高壓輸電線路，還需要采用雙避雷線的方式。由于正常的輸送電流在雙避雷線中產(chǎn)生閉合回路，進而造成不必要的功率損耗，因此，電網(wǎng)架設(shè)施工時需要保證避雷線在桿塔地基處接地，保證避雷線對地絕緣。避雷線的避雷保護效果與下方導線和避雷線之間的夾角大小有關(guān)，為了保證避雷效果更好，一般情況下，二者之間的角度在20°～30°，220kV與330kV雙避雷線線路與下方導線所成角度最好保持在20°左右，如果電力線路的電壓等級超過500kV，這一角度要控制在15°以下。由于同時架設(shè)兩根避雷線的建設(shè)投資成本較高，因此，現(xiàn)階段我國220kV及以下電壓等級的電力線路基本上選擇的都是單根避雷線的形式。

3.2 降低桿塔接地電阻

平原地帶，電路線路桿塔必須要配置對應(yīng)的接地裝置，并保證接地裝置與避雷線連接良好，只有這樣才能夠切實提升輸電線路的防雷可靠性。一般高度的桿塔，采用降低桿塔沖擊接地電阻就能夠有效地提高電力線路的耐雷水平，盡可能降低線路的雷擊跳閘率，且這種方式成本較低。除此之外，還需要逐段改造同一條線路，保證臨近桿塔接地良好，將桿塔向土壤中進一步延伸，一直到土壤電阻率較低為止。如果是山區(qū)地帶，為了有效地增加地線與土壤之間的接地面積，降低電阻率，一般情況下需要盡量延長輻射地線的長度或者在桿塔底部打深井加入降阻劑。降低輸電線路桿塔的接地電阻是提高電力線路防雷效果最高效的方法，經(jīng)濟實用。

3.3 安裝自動重合閘

輸電線路中各種故障的出現(xiàn)往往是隨機的、瞬時性的，安裝自動重合閘裝置能夠有效地消除瞬時故障，盡量減少因雷擊導致的絕緣子閃絡(luò)、線路跳閘的現(xiàn)象，盡可能消除瞬時性故障，保證電力網(wǎng)絡(luò)供電的持續(xù)性。

4 電力網(wǎng)絡(luò)輸電線路維護檢修措施

為了盡量保證電力線路運行的安全性、穩(wěn)定性，電力企業(yè)日常的管理工作中需要加強線路的維護管理工作。電力線路架設(shè)之前，施工單位必須要加強對線路敷設(shè)區(qū)域的地形、氣候條件等的勘察，電力線路設(shè)計時要盡可能避開臨江側(cè)山坡、向陽坡以及經(jīng)常遭遇雷擊的地方。尤其我國山地比較多，接電線埋設(shè)時情況往往比較復雜，施工單位必須要做好線路架設(shè)前的準備工作。其次，對于已經(jīng)架設(shè)完成、投入使用的電力線路要加強防雷研究，要能夠?qū)﹄娏€路的運行情況進行統(tǒng)計分析，明確雷擊多發(fā)的地點及時間段，如果區(qū)域內(nèi)發(fā)生雷擊事故的概率比較高時要重點維護。輸電線路的維護不能僅僅停留在規(guī)章制度之上，要能夠結(jié)合線路實際的運行情況，嚴格落實線路檢修維護，實際的工作過程中對于雷擊事故發(fā)生較多的區(qū)域要能夠增加巡視的次數(shù)，定期清理線路周邊的樹枝等障礙物，做好輸電裝置絕緣性檢測。部分輸電裝置使用過程中由于各種原因可能會出現(xiàn)絕緣不良的現(xiàn)象，導致線路出現(xiàn)漏電事故、損耗電力能源的同時，也可能會帶來不安全事故，導致附近行人遭遇電擊，危害其生命安全，因此，電力企業(yè)有關(guān)工作人員要定期對線路進行清理，對斷路器、變壓器等有關(guān)設(shè)備的絕緣套、絕緣子進行檢查，如果出現(xiàn)問題要及時處理。

5 結(jié)語

輸電線路的分布十分廣泛，夏季雷雨多發(fā)，很容易發(fā)生雷擊事故，影響整個電力線路運行的安全性、可靠性，電力企業(yè)在實際的工作過程中要能夠采取合理的防雷措施，盡可能降低雷擊故障出現(xiàn)的概率，同時日常運行之后要加強線路的檢修維護管理工作，消除線路中潛在的安全風險，保證整個輸電線路的正常運行，為電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻

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