基于輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行中的防雷措施研析

王宇

【摘 要】 由于雷電電壓比較高、電流比較大，對(duì)現(xiàn)有的輸電線路造成很大威脅。本文通對(duì)雷電對(duì)輸電線路造成的危害進(jìn)行分析，并且從輸電線路的防雷設(shè)計(jì)以及后期運(yùn)行維護(hù)所需要采取的技術(shù)措施來提高現(xiàn)有輸電線路的防雷能力，具有針對(duì)性的提出輸電線路運(yùn)行中的一些安全方法進(jìn)行分析，以提高輸電線路的整體防雷水平，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 輸電線路 設(shè)計(jì) 運(yùn)行 防雷措施

由于輸電線路在實(shí)際運(yùn)行中的輸電距離都比較遠(yuǎn)，所以輸電線路的架設(shè)主要采用的是架空方式，并且架設(shè)地域多在野外，這樣也就比較容易出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，由于雷擊造成的過電壓以及過電流會(huì)對(duì)輸電線路造成很大的傷害，進(jìn)而造成停電事故，對(duì)人們的生活帶來很大的負(fù)面影響，因此做好雷電的預(yù)防工作具有十分重要的意義。有效的做到防雷首先應(yīng)該注意掌握雷電的發(fā)生規(guī)律，通過與相關(guān)的氣象部門合作獲取雷電發(fā)生的一些具體資料，同時(shí)還應(yīng)該注意做好相關(guān)的輸電線路設(shè)計(jì)工作，合理的選擇輸電線路的設(shè)計(jì)技術(shù)，并且通過實(shí)際的設(shè)計(jì)工作不斷積累相關(guān)的防雷經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)電力輸電線路的保護(hù)。

1 雷電對(duì)輸電線路造成的危害

雷電是一種十分常見的自然現(xiàn)象，并且在我國(guó)的南方地區(qū)出現(xiàn)的頻率比較高。盡管雷電的放電時(shí)間比較短，大約為0.01秒，但是由于雷電是會(huì)釋放巨大的能量，具有極強(qiáng)的破壞性[1]。按照雷電所帶來的傷害進(jìn)行分類主要包括以下幾個(gè)方面。雷電所能夠釋放的沖擊電壓在瞬間能夠達(dá)到數(shù)十萬(wàn)伏，在釋放能量的短暫時(shí)間里能夠機(jī)會(huì)絕大多數(shù)的電力設(shè)備，由于過電壓還有可能導(dǎo)致電力設(shè)備的起火現(xiàn)象；并且由于雷電帶來的高電流能夠在附近產(chǎn)生很強(qiáng)的交變電磁場(chǎng)，由于電磁感應(yīng)會(huì)在周邊輸電線路中形成很大的電流，從而放出熱量，引發(fā)輸電線路運(yùn)行事故；由于高電流產(chǎn)生的高熱量可能會(huì)引起輸電線路相關(guān)金屬元器件的損壞，引起火災(zāi)甚至是爆炸；由于強(qiáng)電流帶來的靜電感應(yīng)能夠使相關(guān)的輸電線路產(chǎn)生大量的異常電荷，造成漏放電現(xiàn)象，造成電力系統(tǒng)火災(zāi)；并且電力系統(tǒng)還能夠直接對(duì)電力系統(tǒng)造成傷害，造成電力系統(tǒng)的故障或者是短路問題等。圖一是我國(guó)部分地區(qū)雷擊次數(shù)統(tǒng)計(jì)。

2 輸電線路設(shè)計(jì)以及運(yùn)行中的防雷措施

對(duì)于輸電線路來講，其防雷手段的選擇應(yīng)該堅(jiān)持綜合性考慮，在進(jìn)行防雷技術(shù)的選擇時(shí)不僅應(yīng)該結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際線路狀況，通識(shí)還應(yīng)該注意結(jié)合各地區(qū)存在的不同雷電活動(dòng)狀況，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合不同輸電線路的重要程度、架設(shè)地形等綜合進(jìn)行考慮，經(jīng)過對(duì)以上相關(guān)因素綜合考慮后才能夠確定選擇合適的防雷技術(shù)。

2.1 合理的選擇輸電路徑

雷擊狀況與某地區(qū)的一些特征因素有關(guān)系，所以說，在進(jìn)行輸電線路的設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)該注意盡可能的避開具有雷擊特征因素的地區(qū)，選擇合適的電路，降低雷擊帶來的傷害。根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，一些比較容易遭到雷擊的地形主要有以下幾種[2]：土地導(dǎo)電性比較高的區(qū)域，這一類區(qū)域主要包括地下水位比較高或者說是含有導(dǎo)電性礦的區(qū)域；出現(xiàn)土質(zhì)電阻率發(fā)生變化的地域中電阻比較低的地區(qū)，一般來看，土質(zhì)電阻率比較容易發(fā)生突變的區(qū)域主要有山坡、田地等相關(guān)不同地形地貌之間的斷層帶、交界地域以及山谷地帶；植被狀況比較好的山丘的向陽(yáng)面和山頂；雷暴走廊區(qū)，主要指一些河谷地帶、順風(fēng)的峽谷以及山區(qū)等。地形對(duì)雷擊次數(shù)的影響見圖二。

2.2 降低鐵塔的接地電阻

如果能夠保證避雷線和塔腳電阻之間合理的匹配則能夠很大程度上的降低電壓。輸電線路電壓如果在65kv以下一般不需要設(shè)置專門的避雷線，但是仍然需要注意鐵塔接地的設(shè)計(jì)工作。接地體的斷面面積以及截面積對(duì)接地電阻所產(chǎn)生的影響并不大，所以在選擇接地材料時(shí)主要考慮因素為機(jī)械強(qiáng)度的要求，接地材料主要選擇的是鋼材，水平敷設(shè)人工接地體時(shí)主要選擇的是扁鋼又或者是圓鋼，所敷設(shè)接地裝置的導(dǎo)體截面必須符合均壓以及熱穩(wěn)定的需要?，F(xiàn)在來看，常用來降低鐵塔接地電阻的方法主要有以下幾種：合理使用爆破接地技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過爆破的方式來制造破裂，然后通過壓力機(jī)等工程機(jī)械將一些電阻率比較低的材質(zhì)放入裂縫中，這樣能夠很好的改善土壤的導(dǎo)電性能；設(shè)計(jì)時(shí)合理的使用相關(guān)的接地電阻降阻劑，這種技術(shù)使用的范圍比較狹窄，主要是用在一些面積、規(guī)模比較小的接地設(shè)計(jì)中。除以上介紹的相關(guān)方法外還可以采用增加接地極深度、安裝相關(guān)的多支外引式接地裝置等方式來降低接地電阻[3]。

2.3 避雷線的架設(shè)

避雷線作為當(dāng)今最直接的避雷方式之一具有非常廣泛的應(yīng)用，并且該種避雷方式具有比較高的避雷效率，不僅具有避免雷擊的作用，并且同時(shí)還具有一定的分流、屏蔽以及耦合作用，分流作用主要是指避雷線能夠有效的縮短經(jīng)過鐵塔的雷電流從而有效的降低塔頂?shù)碾娢?，降低由于雷擊所產(chǎn)生的危害，屏蔽指的是導(dǎo)線能夠通過一定的作用來降低其所感應(yīng)的過電壓，耦合作用指的是降低書店線路中絕緣子的電壓數(shù)值。

選擇避雷線路時(shí)應(yīng)該與輸電線路的電壓等相關(guān)聯(lián)，一般來看就是電壓在20kv以內(nèi)的輸電地區(qū)不需要搭設(shè)相關(guān)的避雷線，因?yàn)檫@種情況下的避雷線不能有效的發(fā)揮作用，對(duì)于輸電線路電壓比較高的地區(qū)來講這種作用也就比較好一些，并且還能夠有效的降低輸電線路成本。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，避雷線路的設(shè)計(jì)成本不超過線路總成本的10%。輸電壓在200kv以上的線路一般都會(huì)設(shè)計(jì)全程的避雷線，并且在進(jìn)行避雷線的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意對(duì)于保護(hù)角的控制，保護(hù)角一般應(yīng)該在30°以內(nèi)，對(duì)于輸電壓超過500kv的輸電線路其保護(hù)角一般會(huì)在15°以內(nèi)，并且在有必要的情況下設(shè)置兩根避雷線，盡可能的減少繞擊率，增加避雷線的屏蔽作用，而且為了有效的提高避雷線的保護(hù)功能，在每一鐵塔區(qū)的避雷線都應(yīng)該選擇接地[4]。

根據(jù)避雷線不同的功能，一般來看其懸掛方式主要有以下兩種：直接懸掛于鐵塔上和經(jīng)絕緣子連接鐵塔。現(xiàn)階段，我國(guó)最新設(shè)計(jì)的高壓或者超高壓輸電線路通常采用絕緣避雷線，這樣就能夠在不影響避雷效果的前提下降低能耗。

2.4 架設(shè)相關(guān)的耦合地線

這種技術(shù)主要是指在導(dǎo)線的周圍增加相關(guān)的底線，該技術(shù)指的是在接地電阻降低而無法實(shí)現(xiàn)的狀況下使用。這種技術(shù)能夠比較好的解決雷擊電流的問題，并且有效的降低在反擊電壓以及絕緣子串感應(yīng)之間的分量，通過耦合原理能夠很大程度上降低由于雷擊造成的跳閘率。

3 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)中極為重要的一部分就是輸電線路，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行與輸電線路之間具有十分重要的關(guān)系，所以說做好輸電線路的防雷工作對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行也就具有十分重要的意義。在進(jìn)行輸電線路的設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)該注意堅(jiān)持全面的設(shè)計(jì)角度，結(jié)合設(shè)計(jì)工作結(jié)束后的運(yùn)行與維護(hù)，采取相關(guān)的措施保證輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉曉東.輸電線路設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的防雷技術(shù)措施研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011，（22）：131-132.

[2]鄭淑珍.基于輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行中的防雷措施研析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015，（1）：153-153.

[3]馬永峰.輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的應(yīng)用探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，（2）：65.

[4]徐中杰.輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的應(yīng)用探究[J].低碳世界，2013，（16）：63-64.