輸電線路的防雷設(shè)計與運維技術(shù)

李乾楠

【摘 要】本文首先分析了輸電線路遭受雷擊的原因與危害，然后對輸電線路的防雷設(shè)計與運行維護措施進行了研究，旨在進一步提升我國輸電線路運行的安全與定。

【關(guān)鍵詞】輸電線路;防雷設(shè)計;運行維護

近年來，伴隨我國城市化進程的快速發(fā)展以及人們生活水平質(zhì)量的不斷提升，我國社會對于電能的需求量也越來越大，這就為我國的電力事業(yè)發(fā)展帶來了巨大的上升空間。輸電線路是電力工程中至關(guān)重要的部分，其運行穩(wěn)定性直接影響著電能的正常輸送，在輸電線路運維過程中，雷擊是一種較為常見且危害性較大的安全事故，輸電線路遭受雷擊會導(dǎo)致其線路短路，嚴(yán)重的還有可能引發(fā)火災(zāi)等問題。如何加強線路的防雷性能是保證輸電線路安全穩(wěn)定運行的前提。

1 輸電線路遭受雷擊的原因與危害分析

輸電線路工程建設(shè)中，會應(yīng)用到金屬材料構(gòu)件，這就增加了線路遭遇雷擊的風(fēng)險，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時會通過金屬構(gòu)件產(chǎn)生大量感應(yīng)電流，當(dāng)感應(yīng)電流達(dá)到一定的電壓后就會進入到輸電線路，導(dǎo)致線路電壓迅速提升，這就會增加線路出現(xiàn)故障的幾率，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致線路癱瘓而無法正常運行。尤其是在線路相關(guān)設(shè)備抗壓性和穩(wěn)定性較弱時，如果出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，則會對電力設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷，同時也容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，除此之外，輸電線路遭受雷擊還會導(dǎo)致線路的維修與維護成本大大提升，不利于電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。所以，電力部門應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的氣候特點對輸電線路進行科學(xué)有效的防雷設(shè)計及運行維護管理，以保證電力輸電電路的安全穩(wěn)定運行。

2 輸電線路的防雷與接地設(shè)計

2.1 輸電線路的防雷設(shè)計

在輸電線路的防雷設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要重點解決線路遭遇雷擊后的跳閘率問題。想要有效解決這一問題，設(shè)計人員需要從以下幾方面入手進行設(shè)計：

2.1.1 優(yōu)化避雷線設(shè)計

對輸電線路的避雷線進行科學(xué)設(shè)計可以有效降低其遭受雷擊的概率。在線路設(shè)計中，對于避雷線的設(shè)計需要參照桿塔的高度與保護角等要素。設(shè)計人員可根據(jù)線路所在地區(qū)的實際情況對桿塔的高度與保護角角度進行調(diào)整。此外，避雷線應(yīng)設(shè)計在導(dǎo)線上方，導(dǎo)線全線都需要設(shè)置避雷線，避雷線與地面相接。在一些夏季多雨多雷電的地區(qū)尤其是山區(qū)中，要設(shè)置雙避雷線，這樣可以對雷電進行雙重隔離，提升線路的安全性。

2.1.2 應(yīng)用避雷器

避雷器對于輸電線路的豎向線路防雷保護發(fā)揮著重要作用，當(dāng)避雷器的電壓低于桿塔與導(dǎo)線電位差時，避雷器會進行自動分流，以避免絕緣子閃絡(luò)問題。在當(dāng)前避雷器的設(shè)計和應(yīng)用中，氧化鋅避雷器逐漸得到了推廣和應(yīng)用，其可以對感應(yīng)雷過電壓起到很好的一直作用，且質(zhì)量較好，所以其開始逐漸取代傳統(tǒng)的普通避雷器。氧化鋅避雷器對絕緣子的絕緣層增加了防弧金具，使引起閃絡(luò)的位置處在防護金屬和絕緣子的貼膠之間，所以對于保護高壓線路斷線問題具有良好的效果。當(dāng)出現(xiàn)較強雷電天氣時，避雷器可以將雷擊產(chǎn)生的過剩電壓導(dǎo)入大地，起到對線路的保護作用。

2.1.3 自動重合閘保護裝置

在輸電線路的防雷設(shè)計中，設(shè)置自動重合閘保護裝置是較為常見的設(shè)計方法之一，設(shè)計人員應(yīng)對工程所在地區(qū)的降雨及雷電情況進行前期勘察，針對當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r需求對自動重合閘保護裝置進行設(shè)計并在安裝時對其進行科學(xué)調(diào)試，以此確保輸電線路在遭遇雷電閃絡(luò)后可以進行自動重合，保證線路的正常運行，降低因雷擊造成的停電事故的發(fā)生概率。

2.1.4 增加絕緣子

在線路防雷設(shè)計中，對于線路絕緣設(shè)計也是有相關(guān)規(guī)定的，以 110kV 線路為例，如果線路所處地區(qū)的海拔低于 1000m，其絕緣子數(shù)量應(yīng)為 8 片左右;如果檔距過大或是桿塔高于了 40m，那么，絕緣子數(shù)量應(yīng)按照每增加 10m加裝 1 片的標(biāo)準(zhǔn)來確定。

2.2 輸電線路接地設(shè)計

桿塔接地設(shè)計：桿塔的接地情況對于輸電線路的防雷性能也存在一定的關(guān)系，所以，在進行桿塔設(shè)計時也要考慮到接地防雷方面的因素。在雨季較長和雷擊現(xiàn)象多發(fā)的地區(qū)，在進行桿塔設(shè)計時，設(shè)計人員要逐級測量線路桿位的土壤電阻，并根據(jù)測量獲得的實際電阻率值，對桿塔進行科學(xué)設(shè)計。在具體的設(shè)計過程中，可以采用降低桿塔接地電阻的設(shè)計方法，這是由于桿塔接地電阻是與輸電線路的耐雷程度成反比關(guān)系，桿塔接地電阻越大，數(shù)顯線路的耐雷程度越低;反之，當(dāng)桿塔接地電阻變小，輸電線路的耐雷程度也會得到提升。在進行桿塔接地設(shè)計時，接閃避雷線應(yīng)采用小角度或負(fù)角度，防止雷電對設(shè)備進行繞擊。同時，還要保證外接引流線、接地體有足夠的泄流截面。此外，應(yīng)選擇單極深埋垂直接地的方式，這樣可以使泄流容積增大。最后，如果土壤的電阻比較大，可以應(yīng)用物理降阻劑，在改善土壤電阻率的同時也可以達(dá)到增加接地面積的效果，當(dāng)雷電出現(xiàn)時，可以使設(shè)備外的過電壓迅速降低并將雷電流及時傳入大地。

3 輸電線路運行維護措施研究

3.1 建立健全的檢修維護機制

（1）相關(guān)部門要對輸電線路的檢修維護機制進行完善，明確線路檢修工作內(nèi)容和方法，并提升相關(guān)人員的專業(yè)技能和責(zé)任意識，同時，還要對各項規(guī)章制度的執(zhí)行情況進行有效監(jiān)管，以保證線路維護工作效率和質(zhì)量的提升。

（2）對線路檢修工作要做好記錄與總結(jié)，工作人員在對線路進行檢修后要及時對線路情況進行記錄，并建立線路維護檢修的數(shù)據(jù)資源庫，以便隨時對線路運行與檢修情況進行查詢，為線路的檢修維護工作提供必要的數(shù)據(jù)支持。

（3）要通過規(guī)章制度的制定和執(zhí)行，加強對輸電線路檢修維護工作的監(jiān)督管理，監(jiān)督管理人員要定期對線路運行情況及運維工作情況進行監(jiān)察巡視，同時，線路檢修部門也要加強對自身工作質(zhì)量的監(jiān)督和自檢力度，從而使輸電線路始終保持安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

3.2 輸電線路的檢修模式

在當(dāng)前的輸電線路檢修工作中，通常采用的是變線為點的工作模式。由于該項工作專業(yè)程度較高，所以對于工作人員的專業(yè)技能水平也提出了更高的要求，其要多在線檢修與離線檢修的方式進行掌握和應(yīng)用。在線路檢修過程中，要注意線路的老化率問題，其老化率不應(yīng)超過 3‰，其絕緣爬距也要滿足國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣子的檢修分為在線與離線兩種模式，在線檢修即分布電壓，離線檢修即零值電阻檢測。對于線路老化率連續(xù)四年保持在2.5‰左右的，應(yīng)兩年檢測一次，對于老化率連續(xù)四年保持在 2‰以內(nèi)的可四年檢測一次，其檢測總次數(shù)要小于五次。

3.3 引進先進的設(shè)備

在進行輸電線路的運行維護工作時，要注意引進當(dāng)前較為先進的檢測設(shè)備，通過對線路的檢測及時發(fā)現(xiàn)老化的線路并進行更換。在目前的市場經(jīng)濟影響下，一些電力企業(yè)往往忽視了在架空輸電線路運維方面的投入力度，這對于線路的安全穩(wěn)定運行是十分不利的。所以，先關(guān)企業(yè)應(yīng)認(rèn)清當(dāng)前發(fā)展形勢，通過不斷加大對輸電線路運維資金的投入，引進更加先進的設(shè)備和線路，例如在雨季較長活雷擊災(zāi)害較頻繁的地區(qū)，可增加一系列防雷裝置并更換性能更加穩(wěn)定的線路等，通過對設(shè)備和線路的優(yōu)化，提升輸電線路的穩(wěn)定性。

3.4 實施有效的防范措施

由于一些地區(qū)的輸電線路運行環(huán)境較為復(fù)雜，所以其容易受到自然因素的影響而造成損害，除常見的雷擊災(zāi)害外，輸電線路還會受到各類生物的侵襲以及雨水等物質(zhì)的腐蝕。所以在進行輸電線路的運維工作中，要做好對線路的防護，例如設(shè)置驅(qū)鳥裝置，降低鳥類對線路的破壞;在人員較為密集的地區(qū)，要在線路附近設(shè)置安全警示標(biāo)識;對于大風(fēng)、強降水等惡劣天氣要提前做好預(yù)警，將自然因素對輸電線路造成的影響降到最低。

4 結(jié)語

通過對全文的總結(jié)可以得知，在我國社會經(jīng)濟高度發(fā)展的今天，我國對于電能的需求量也在不斷提升，這就對輸電線路運行的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。在輸電線路的各類影響因素中，雷擊災(zāi)害對于線路造成的損傷是十分嚴(yán)重的，甚至有可能引起較大規(guī)模安全事故。所以電力企業(yè)應(yīng)不斷加強對輸電線路的防雷安全設(shè)計，通過采取具有針對性的有效措施，降低線路遭受雷擊的概率。同時，電力企業(yè)還要不斷強化對輸電線路的運行檢修與維護工作，提升線路整體質(zhì)量，防患于未然，保證輸電線路的穩(wěn)定運行，促進我國電力事業(yè)的進一步發(fā)展。

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