輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)維技術(shù)研究

李書偉 徐加庚

摘要：近年來，伴隨我國城市化進(jìn)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(huì)對(duì)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(yùn)行穩(wěn)定性直接影響著電能的正常輸送，在輸電線路運(yùn)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(huì)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。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷設(shè)計(jì);運(yùn)行維護(hù)

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(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，雷擊跳閘會(huì)嚴(yán)重影響配電系統(tǒng)的運(yùn)行，造成安全事故。如果電力系統(tǒng)遭到雷擊，雷電流中的高壓電將會(huì)進(jìn)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(huì)順著線路向兩邊流動(dòng)，侵入變電站，對(duì)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(dòng)強(qiáng)度、出現(xiàn)的頻次等進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)。此外，依據(jù)地貌環(huán)境進(jìn)行輸電線路的調(diào)整，也能進(jìn)行差異化配置，以維護(hù)輸電線路穩(wěn)定的工作。在雷電的多發(fā)地段，要加強(qiáng)對(duì)桿塔和線路的防雷保護(hù)措施，減少雷電所帶來的危害。

1輸電線路運(yùn)行安全的影響因素

1.1 自然因素

輸電線路涉及的范圍十分廣泛，而且輸電線路沿線地形十分復(fù)雜。在實(shí)際輸電線路鋪設(shè)過程中，一旦針對(duì)于周邊自然因素考慮不全面，則輸電線路在實(shí)際運(yùn)行過程中必然會(huì)受到自然氣候的影響。如冰雪、暴風(fēng)雨、雷電等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)都會(huì)影響到輸電線路運(yùn)行的安全性，導(dǎo)致沿線電能無法穩(wěn)定供應(yīng)。

1.2 人為因素

在當(dāng)前輸電線路運(yùn)行過程中，排除自然因素影響外，人為因素的影響也不容忽視。如在輸電線路施工過程中，施工操作沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，輸電線路鋪設(shè)施工質(zhì)量不合格，這必然會(huì)對(duì)輸電線路后續(xù)安全運(yùn)行帶來較大的影響。另外，當(dāng)輸電線路保護(hù)工作宣傳不到位時(shí)，在輸電線路運(yùn)行過程中會(huì)存在保護(hù)力度不足問題，特別是輸電線路沿線的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中極易對(duì)輸電線路正常運(yùn)行帶來較大的影響。

2輸電線路的防雷與接地設(shè)計(jì)

2.1輸電線路的防雷設(shè)計(jì)

在輸電線路的防雷設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)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(jì)人員需要從以下幾方面入手進(jìn)行設(shè)計(jì)：

2.1.1優(yōu)化避雷線設(shè)計(jì)

對(duì)輸電線路的避雷線進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)可以有效降低其遭受雷擊的概率。在線路設(shè)計(jì)中，對(duì)于避雷線的設(shè)計(jì)需要參照桿塔的高度與保護(hù)角等要素。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)線路所在地區(qū)的實(shí)際情況對(duì)桿塔的高度與保護(hù)角角度進(jìn)行調(diào)整。此外，避雷線應(yīng)設(shè)計(jì)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(duì)雷電進(jìn)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(duì)于輸電線路的豎向線路防雷保護(hù)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(shí)，避雷器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)分流，以避免絕緣子閃絡(luò)問題。在當(dāng)前避雷器的設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)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(hù)金屬和絕緣子的貼膠之間，所以對(duì)于保護(hù)高壓線路斷線問題具有良好的效果。當(dāng)出現(xiàn)較強(qiáng)雷電天氣時(shí)，避雷器可以將雷擊產(chǎn)生的過剩電壓導(dǎo)入大地，起到對(duì)線路的保護(hù)作用。

2.1.3自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置

在輸電線路的防雷設(shè)計(jì)中，設(shè)置自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置是較為常見的設(shè)計(jì)方法之一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)工程所在地區(qū)的降雨及雷電情況進(jìn)行前期勘察，針對(duì)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r需求對(duì)自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并在安裝時(shí)對(duì)其進(jìn)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(jìn)行自動(dòng)重合，保證線路的正常運(yùn)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(jì)中，對(duì)于線路絕緣設(shè)計(jì)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(jì)

桿塔接地設(shè)計(jì)：桿塔的接地情況對(duì)于輸電線路的防雷性能也存在一定的關(guān)系，所以，在進(jìn)行桿塔設(shè)計(jì)時(shí)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(jìn)行桿塔設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要逐級(jí)測(cè)量線路桿位的土壤電阻，并根據(jù)測(cè)量獲得的實(shí)際電阻率值，對(duì)桿塔進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。在具體的設(shè)計(jì)過程中，可以采用降低桿塔接地電阻的設(shè)計(jì)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(huì)得到提升。在進(jìn)行桿塔接地設(shè)計(jì)時(shí)，接閃避雷線應(yīng)采用小角度或負(fù)角度，防止雷電對(duì)設(shè)備進(jìn)行繞擊。同時(shí)，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(shí)也可以達(dá)到增加接地面積的效果，當(dāng)雷電出現(xiàn)時(shí)，可以使設(shè)備外的過電壓迅速降低并將雷電流及時(shí)傳入大地。

3輸電線路運(yùn)行維護(hù)措施研究

3.1建立健全的檢修維護(hù)機(jī)制

（1）相關(guān)部門要對(duì)輸電線路的檢修維護(hù)機(jī)制進(jìn)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(shí)，同時(shí)，還要對(duì)各項(xiàng)規(guī)章制度的執(zhí)行情況進(jìn)行有效監(jiān)管，以保證線路維護(hù)工作效率和質(zhì)量的提升。

（2）對(duì)線路檢修工作要做好記錄與總結(jié)，工作人員在對(duì)線路進(jìn)行檢修后要及時(shí)對(duì)線路情況進(jìn)行記錄，并建立線路維護(hù)檢修的數(shù)據(jù)資源庫，以便隨時(shí)對(duì)線路運(yùn)行與檢修情況進(jìn)行查詢，為線路的檢修維護(hù)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(qiáng)對(duì)輸電線路檢修維護(hù)工作的監(jiān)督管理，監(jiān)督管理人員要定期對(duì)線路運(yùn)行情況及運(yùn)維工作情況進(jìn)行監(jiān)察巡視，同時(shí)，線路檢修部門也要加強(qiáng)對(duì)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(yùn)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(diǎn)的工作模式。由于該項(xiàng)工作專業(yè)程度較高，所以對(duì)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(jìn)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(cè)。對(duì)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(cè)一次，對(duì)于老化率連續(xù)四年保持在2‰以內(nèi)的可四年檢測(cè)一次，其檢測(cè)總次數(shù)要小于五次。

3.3引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備

在進(jìn)行輸電線路的運(yùn)行維護(hù)工作時(shí)，要注意引進(jìn)當(dāng)前較為先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，通過對(duì)線路的檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)老化的線路并進(jìn)行更換。在目前的市場經(jīng)濟(jì)影響下，一些電力企業(yè)往往忽視了在架空輸電線路運(yùn)維方面的投入力度，這對(duì)于線路的安全穩(wěn)定運(yùn)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(shì)，通過不斷加大對(duì)輸電線路運(yùn)維資金的投入，引進(jìn)更加先進(jìn)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(duì)設(shè)備和線路的優(yōu)化，提升輸電線路的穩(wěn)定性。

4結(jié)束語

近年來，我國的電力企業(yè)得到迅猛發(fā)展，國家對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行也有更高的要求與標(biāo)準(zhǔn)。供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)至關(guān)重要的組成部分，在人們的日常工作、生產(chǎn)以及工業(yè)等多個(gè)的領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用，但隨著供電系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用的越來越廣泛，能源消耗過大的問題也日益突顯，因此，如何降低現(xiàn)代電力企業(yè)供電系統(tǒng)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)降耗節(jié)能的目標(biāo)具有重要意義。

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