高壓輸電線路綜合防雷措施的應(yīng)用探析

程東華

[摘 要]高壓線路在運(yùn)行的過程中，往往面臨著多方因素的威脅，出現(xiàn)故障的概率較高。其中，雷擊事故對線路的影響較為顯著，破壞性極大。為了盡量減輕雷害，此類線路在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和建設(shè)中均會采取一些預(yù)防措施，但由于考慮并不周全，這些措施的有效性尚不能達(dá)到預(yù)期。出于優(yōu)化防雷效果的考慮，本文建議現(xiàn)實(shí)中立足全局，確定綜合防雷方案。

[關(guān)鍵詞]高壓輸電線路；綜合防雷措施；應(yīng)用

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0278-01

1 前言

當(dāng)前狀況下，不僅社會生產(chǎn)離不開電力資源，日常生活也對其有著極高的依賴性。在電力系統(tǒng)中，高壓線路是電力傳輸實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和支撐，所以，只有確保線路安全，才能夠保證穩(wěn)定供電。鑒于高壓線路極易受到雷電的威脅，在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)注意采取有效的防雷方法，來提升線路的安全性，而探討綜合防雷措施的應(yīng)用，正是達(dá)到上述目標(biāo)的前提。

2 高壓輸電線路綜合防雷措施的應(yīng)用

2.1 必要性分析

高壓線路防雷方面的現(xiàn)狀可以歸納為：（1）桿塔面臨較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。在雷擊事故發(fā)生時(shí)，線路中將產(chǎn)生“放電通道”，在此種情況下，110kV線路將會面臨著直擊雷的威脅。不同雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因存在差異，所以，一項(xiàng)措施不可能解決所有問題，只有結(jié)合雷擊性質(zhì)確定對策，方有可能取得理想效果。目前這個(gè)方面的防雷工作亟待改進(jìn)，其中，“桿塔接地”是極為重要的一點(diǎn)。高壓線路之所以會出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象，最主要的原因是過電壓作用于桿塔導(dǎo)致了放電通道的形成，進(jìn)而造成絕緣擊穿。這個(gè)過程中的過電壓一般被稱為大氣過電壓，對電力系統(tǒng)可形成巨大沖擊。雷擊事故的本質(zhì)是大地借助放電通道感應(yīng)電荷及異種電荷，就這一點(diǎn)來講，雷擊事故的出現(xiàn)在很大程度上與接地有關(guān)，或者說與接地設(shè)施是否足夠完善存在密切聯(lián)系。而借由接地電阻控制來達(dá)到防雷目的的做法，也正是基于上述原理。（2）絕緣配置隱患多。研究表明，高壓線路隱患很多都和自身配置狀況有關(guān)。在高壓線路中，絕緣裝置的功能在于減少電流回流，因?qū)€路運(yùn)轉(zhuǎn)影響較大而被公認(rèn)為是線路中最關(guān)鍵的裝置之一。在發(fā)生故障的情況下，因絕緣裝置無法正常發(fā)揮出防止回流的作用，跳閘事故發(fā)生率將明顯提高，線路安全面臨的威脅也會增多。另外，絕緣裝置在工作的過程中也會發(fā)生脫落，一旦出現(xiàn)這種情況，線路便會很容易遭受雷擊，事故發(fā)生率也將明顯高于絕緣裝置正常工作時(shí)。（3）避雷線作用有限。高壓線路建設(shè)中，經(jīng)常會為了減輕雷害而布置避雷線，希望能夠通過此種方式來確保線路安全。但是，避雷線雖然可以起到一定的減少雷擊事故的作用，但其總體效果并不算理想。部分學(xué)者認(rèn)為，高壓線路運(yùn)轉(zhuǎn)中的安全隱患主要來自三個(gè)方面，依次為配置設(shè)施、支撐設(shè)施、避雷線，其中，前兩種設(shè)施導(dǎo)致的隱患與它們在自然力的作用下易出現(xiàn)爆裂有關(guān)，而避雷線導(dǎo)致的隱患則大多與自身固有的局限性有關(guān)。盡管線路中布設(shè)的避雷線可以在雷擊事故發(fā)生時(shí)以遮擋導(dǎo)線的方式起到一定的防雷作用，但這并不意味著其可以保證絕對安全，線路依舊遭受著雷電威脅。

整體來講，目前的線路防雷有效性還處于一個(gè)比較低的水平，無論是絕緣配置，還是避雷線，都有一定的不足，由此造成線路防雷效果達(dá)不到預(yù)期。在這樣的現(xiàn)實(shí)條件下，線路防雷設(shè)計(jì)與施工中有必要對防雷方案進(jìn)行優(yōu)化，積極應(yīng)用綜合防雷措施，以改善防雷效果。

2.2 應(yīng)用思路

2.2.1 借助優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保桿塔安全

桿塔防雷的可行措施并不少，但效果最顯著、操作最簡便的還是控制接地電阻。借助有效的控制辦法，將接地電阻降至一定水平，有助于減小雷擊電流對桿塔的威脅，對于保障線路安全具有十分明顯的作用?？紤]到這一點(diǎn)，在桿塔設(shè)計(jì)和施工時(shí)就必須重視控制接地電阻，并通過對防雷方案的優(yōu)化及改進(jìn)，來達(dá)到高效防雷的目的。為此，高壓線路建設(shè)時(shí)有必要關(guān)注以下兩點(diǎn)：首先，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員必須明確山區(qū)易出現(xiàn)線路繞擊這一點(diǎn)，并在具體設(shè)計(jì)時(shí)，注意規(guī)避此種情況。其次，設(shè)計(jì)時(shí)必須以當(dāng)?shù)丨h(huán)境實(shí)際為依據(jù)，科學(xué)確定保護(hù)角度。這就要求專業(yè)人員按照屏蔽角公式展開科學(xué)計(jì)算，并進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，以確保保護(hù)角度與相關(guān)規(guī)定相吻合。

2.2.2 重視改善絕緣配置

鑒于絕緣裝置對線路安全有著較大的影響，現(xiàn)實(shí)中有必要給予絕緣配置更高的重視，并積極嘗試一些改進(jìn)措施，以提升線路的安全性。為此，建議在電力工程建設(shè)時(shí)重視以下幾項(xiàng)工作：首先，加強(qiáng)對絕緣裝置使用的控制。絕緣裝置是否能夠正常發(fā)揮作用，影響著雷擊事故對線路的破壞程度。所以，在進(jìn)行高壓線路建設(shè)時(shí)，基礎(chǔ)性工作是確保用于項(xiàng)目中的絕緣裝置都具有與相關(guān)規(guī)定相吻合的品質(zhì)。對于具體使用的裝置，不僅要保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)，還要確保其規(guī)格適應(yīng)線路安全要求。其次，在日常的線路檢修工作中應(yīng)注意對絕緣裝置進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)其性能是否正常，對于破損裝置，必須要及時(shí)處理，以防止由此引發(fā)的安全隱患。最后，以線路運(yùn)行狀況為根據(jù)，合理確定絕緣強(qiáng)度，以保證絕緣裝置能夠發(fā)揮出最大的防雷作用。

2.2.3 合理利用避雷線

一般情況下，避雷線在電力工程中主要運(yùn)用于架空線路，作用集中體現(xiàn)為能夠接閃雷電、避免導(dǎo)線遭受雷擊、借助耦合作用實(shí)現(xiàn)電壓控制等方面。為了優(yōu)化其防雷效果，現(xiàn)實(shí)中可以嘗試對其屏蔽作用進(jìn)行強(qiáng)化或者對繞擊率進(jìn)行控制，對此，一般要求是確保保護(hù)角度處于20°至30°的范圍內(nèi)，其中，220kV的線路以小于20°為宜，大于500kV的則以小于15°為佳。上述要求在非特殊情況下適用，但若線路經(jīng)過之處以山區(qū)為主，保護(hù)角度則要比上述標(biāo)準(zhǔn)再低一些。最后，出于優(yōu)化保護(hù)效果的考慮，現(xiàn)實(shí)中還要注意對避雷線接地進(jìn)行嚴(yán)格控制，做到科學(xué)接地，以防雷電危害線路安全。

2.2.4 科學(xué)布設(shè)電棒、可控避雷針以及負(fù)角保護(hù)針

借助電棒的科學(xué)布設(shè)，可以達(dá)到控制耦合系數(shù)、優(yōu)化電壓分布的目的，對于保證線路安全有著重要影響。在當(dāng)前的高壓線路工程中，可控避雷針屬于常見裝置，防雷效果得到了普遍認(rèn)可，在運(yùn)用實(shí)踐中表現(xiàn)出了防雷作用顯著、實(shí)用價(jià)值高等優(yōu)勢，同時(shí)，其之所以能夠得到廣泛應(yīng)用也與其自身的優(yōu)勢有著不可分割的聯(lián)系。實(shí)踐表明，此種避雷針的科學(xué)布設(shè)，能夠起到減輕桿塔雷擊事故發(fā)生率的作用。負(fù)角保護(hù)針與可控避雷針一樣，都屬于避雷設(shè)施的一種。在現(xiàn)實(shí)中，此種避雷針通常被布設(shè)于線路邊緣部位，能夠起到控制臨界間距的作用，不僅防雷效果較好，還表現(xiàn)出了一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和簡便性優(yōu)勢。除了以上幾種設(shè)施之外，高壓線路中也可以嘗試借助耦合地線對接地電阻實(shí)時(shí)控制，通過架空地線強(qiáng)化耦合效果，進(jìn)而達(dá)到避免直擊雷的目的。

3 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前的高壓線路防雷方面依舊還有不小的改善空間，其中表現(xiàn)出的桿塔風(fēng)險(xiǎn)高、絕緣配置隱患多等問題值得關(guān)注。出于優(yōu)化防雷效果、提升線路安全性的考慮，建議在電力工程建設(shè)中，從優(yōu)化桿塔設(shè)計(jì)、改善絕緣配置、合理利用避雷線、科學(xué)布設(shè)可控避雷針以及電棒等設(shè)施入手，來確定綜合防雷方案，以充分發(fā)揮各種防雷措施的優(yōu)勢。

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