輸電線路防雷害事故保護(hù)解決措施

劉煒 谷飛

摘要：雷電擊中輸電線路會(huì)導(dǎo)致線路短時(shí)間內(nèi)形成極高的電壓，由于繼電保護(hù)裝置的存在，為了避免線路被破壞，會(huì)主動(dòng)切斷線路中的電源。若是切斷正處于供電階段的線路電源，會(huì)給人們的正常生活造成不利應(yīng)，加大電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，在輸電線路遭遇雷擊的時(shí)候，相關(guān)設(shè)備的承受能力以及絕緣水平會(huì)大幅下降，從而給設(shè)備帶來嚴(yán)重的安全隱患。輸電線路的正常運(yùn)行決定了線路供電的穩(wěn)定性與安全性，基于此，相關(guān)部門必須高度重視輸電線路的防雷保護(hù)工作，最大程度降低雷擊對(duì)輸電線路造成的不利影響，從而提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，促進(jìn)電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷保護(hù)；有效措施

1引言

在輸電線路運(yùn)行過程中，雷電危害造成的安全事故在全部線路安全事故中占據(jù)著極大比重，影響輸電線路的正常供電?；诖?，全方位討論雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，深刻了解雷擊對(duì)輸電線路帶來的不利影響，同時(shí)結(jié)合誘因制定行之有效的解決措施，是保證輸電線路正常運(yùn)行與供電的基本所在。防雷保護(hù)能夠顯著降低輸電線路遭遇雷擊頻率以及降低雷擊對(duì)輸電線路造成的不利影響，從而減少雷擊給供電企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，提供輸電線路供電的穩(wěn)定性與安全性?；诖?，本文對(duì)當(dāng)前輸電線路防雷保護(hù)的有效措施進(jìn)行重點(diǎn)討論與分析，望借此為實(shí)際工作提供參考的依據(jù)。

2雷電給輸電線路造成的主要不利影響

就當(dāng)前實(shí)際狀況而言，雷電給輸電線路造成的不利影響主要包括七個(gè)方面，其中包括：（1）雷電帶來的高壓可以破壞輸電線路的供電設(shè)備或者相關(guān)元器件，更有甚者會(huì)導(dǎo)致斷路器、電力變壓器以及發(fā)電機(jī)的損壞，同時(shí)線路上的絕緣子也可能因?yàn)槔讚舳霈F(xiàn)破碎、損壞或者電桿破裂等問題。（2）防雷裝置存在的高電壓以及雷擊造成的高電流會(huì)對(duì)建筑物造成一定的反作用，感應(yīng)電流過高會(huì)導(dǎo)致線路局部溫度急劇上升，從而增加出現(xiàn)火災(zāi)的幾率。（3）靜電流電磁感應(yīng)會(huì)導(dǎo)致雷擊周邊區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)度較大的電磁場(chǎng)，并滋生感應(yīng)電流，從而導(dǎo)致線路局部過熱引發(fā)火災(zāi)。（4）雷擊帶來的靜電感應(yīng)會(huì)導(dǎo)致被擊中物體產(chǎn)和雷電性質(zhì)完全相反的電流，當(dāng)感應(yīng)電流無法及時(shí)被排出時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象從而引起火災(zāi)。（5）雷電流機(jī)械效應(yīng)往往導(dǎo)致被雷擊線路出現(xiàn)撕裂、崩潰、扭曲或者爆炸狀況從而導(dǎo)致線路工作人員出現(xiàn)生命安全事故。（6）電流高熱效應(yīng)會(huì)在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產(chǎn)生極高的電流，并伴隨大量熱量，從而導(dǎo)致線路相關(guān)金屬出現(xiàn)融化，情節(jié)嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。（7）電流高壓效應(yīng)會(huì)在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產(chǎn)生萬伏甚至數(shù)萬伏的高電壓，會(huì)瞬間擊穿輸電線路的供電設(shè)備，從而引起線發(fā)生短路，更有甚者引發(fā)爆炸或者整體線路癱瘓狀況。

3輸電線路遭受雷擊的主要原因

雷電對(duì)輸電線路的影響相當(dāng)大，不僅使供電企業(yè)的正常發(fā)展受到阻礙，而且會(huì)給供電設(shè)備供電的穩(wěn)定性造成不利影響。基于此，要想實(shí)施有效的防雷保護(hù)措施，首先就需要對(duì)輸電線路遭受雷擊的主要原因進(jìn)行討論，從而為后續(xù)的決策提供重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。通常來說，輸電線路遭受雷擊的主要因素包括四大類，其中涉及桿塔的接地電阻、雷電流強(qiáng)度、架空地線以及線路絕緣子的放電電壓。結(jié)合輸電線路實(shí)際運(yùn)行狀況以及相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，雷電擊中輸電線路主要和輸電線路所處地形、桿塔高度等因素具有一定聯(lián)系。因?yàn)樽匀灰蛩氐拇嬖?，有些區(qū)域的雷電極為活躍，導(dǎo)致輸電線路極易遭遇雷擊，除此之外，地形相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，例如山區(qū)、叢林等，會(huì)存在明顯的高度差或者相鄰桿塔之間的距離較遠(yuǎn)，使得防雷保護(hù)工作難度較大，從而極易受到雷擊影響。除此之外，輸電線路之所以遭受雷電的反擊主要是由于出現(xiàn)雷電的時(shí)候，在避雷針、塔頂部以及雷擊桿的作用下，雷電產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)借助接地體與塔體，提升桿塔的電位，從而使輸電線路中的電流與電壓在短時(shí)間內(nèi)急劇增加。當(dāng)線路中的感應(yīng)電流、電壓超過一定閾值的時(shí)候，就會(huì)使得桿塔與導(dǎo)線之間出現(xiàn)閃絡(luò)狀況。

4輸電線路有效防雷保護(hù)措施

4.1變電站增設(shè)雷電預(yù)警系統(tǒng)

雷電臨近預(yù)警系統(tǒng)融合了閃電、雷達(dá)以及衛(wèi)星定位等監(jiān)測(cè)資料，通過區(qū)域外推、追蹤、識(shí)別等算法，自主形成雷電活動(dòng)區(qū)域移動(dòng)趨勢(shì)以及雷電發(fā)生概率等雷電臨近預(yù)警產(chǎn)品。在雷電臨近預(yù)警系統(tǒng)板塊中，都有單獨(dú)設(shè)計(jì)的模塊完成應(yīng)用不同監(jiān)測(cè)資料工作，通過衛(wèi)星資料的雷達(dá)資料、云頂亮溫的變化率以及回波強(qiáng)度與閃電定位系統(tǒng)信息等資料，預(yù)測(cè)即將面臨雷電活動(dòng)的范圍。區(qū)域外推、跟蹤、識(shí)別算法主要用于雷電綜合預(yù)報(bào)模塊以及衛(wèi)星、雷達(dá)、閃電資料應(yīng)用模塊中，對(duì)比已發(fā)生閃電活動(dòng)的區(qū)域與可能會(huì)發(fā)生閃電活動(dòng)的區(qū)域，通過不同時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┩馔婆c跟蹤，進(jìn)而預(yù)測(cè)將要發(fā)生雷電活動(dòng)的區(qū)域有，形成不同時(shí)空尺度的雷電預(yù)警方法。雷電預(yù)警系統(tǒng)是防止雷電對(duì)輸電線路造成影響最基礎(chǔ)的保護(hù)措施。

4.2廣泛應(yīng)用主動(dòng)防雷技術(shù)

主動(dòng)防雷技術(shù)是從雷電臨近預(yù)警技術(shù)中整合出的，當(dāng)雷電氣候來臨時(shí)，事先發(fā)送雷電預(yù)警命令并使用遠(yuǎn)程控制板塊，自發(fā)切斷阻隔受保護(hù)目標(biāo)的閃電電涌進(jìn)入通道的一種新型技術(shù)。結(jié)合重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)的電氣構(gòu)造特征，擬定出依靠雷電臨近預(yù)警命令，使用遠(yuǎn)端電腦操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制裝置，進(jìn)行全自動(dòng)隔離、阻斷重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)的閃電電涌進(jìn)入通道。當(dāng)閃電氣候逼近監(jiān)測(cè)區(qū)域，同時(shí)雷電預(yù)警級(jí)別超過設(shè)定的最小值時(shí)，控制命令立即使用遠(yuǎn)端控制裝置自動(dòng)啟動(dòng)電腦操作系統(tǒng)，馬上變換保護(hù)目標(biāo)電源的供電方式，避免或減少設(shè)備線路中的安全隱患；當(dāng)閃電氣候結(jié)束，且雷電預(yù)警級(jí)別低于設(shè)定的最小值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)解除控制命令，被保護(hù)目標(biāo)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

4.3加設(shè)避雷線

輸電線路防雷保護(hù)最有效且最簡(jiǎn)單的保護(hù)措施就是加設(shè)避雷線。避雷線在輸電線路防雷保護(hù)中發(fā)揮的主要作用就是有效避免雷電直接作用在輸電線路上。除此之外，避雷線發(fā)揮的功效還包括：（1）能夠?qū)旊娋€路導(dǎo)線進(jìn)行屏蔽，從而有效減少雷擊帶來的感應(yīng)電流；（2）避雷線借助對(duì)導(dǎo)線的耦合作用能夠最大程度降低絕緣子中的感應(yīng)電壓；（3）在一定程度上起到分流作用，能夠有效降低流入到桿塔中的雷擊電流，大幅減小桿頂電位。

4.4安裝線路避雷器

為了盡可能降低雷擊對(duì)輸電線路造成的不利影響，確保輸電線路供電的穩(wěn)定性以及安全性，需要對(duì)位于土壤電路率相對(duì)較高以及雷電活動(dòng)較為頻繁區(qū)域中的輸電線路安裝一定量的避雷器。通常而言，其安裝位置一般在跨越度較大的桿塔以及線路出現(xiàn)交叉的區(qū)域。雷擊帶來的感應(yīng)電流在流過導(dǎo)線以及避雷線的時(shí)候，因?yàn)橄噜弻?dǎo)線之間存在電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使得避雷線與導(dǎo)線都會(huì)出現(xiàn)耦合分量。而避雷器的分流作用遠(yuǎn)大于避雷線的分流作用，所以能夠顯著降低線路中的感應(yīng)電流，從而保護(hù)輸電線路免受高電流、高電壓的危害，實(shí)現(xiàn)保護(hù)輸電線路免受雷擊的目的。

5結(jié)束語

綜上所述，雷擊會(huì)對(duì)輸電線路的正常運(yùn)行產(chǎn)生極其不利影響，其主要表現(xiàn)在雷擊會(huì)導(dǎo)致輸電線路感應(yīng)出極高的電壓，導(dǎo)致局部線路溫度急劇上升，從而引起火災(zāi)或者爆炸事故，不僅影響了人們的正常生活，而且會(huì)對(duì)電力工作人員的生命安全形成極大威脅?；诖耍嚓P(guān)部門必須結(jié)合實(shí)際狀況，對(duì)輸電線路遭受雷擊的主要原因進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)制定行之有效的防雷保護(hù)措施，從而確保輸電線路供電的穩(wěn)定性與安全性，提高電力企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而獲取更多效益。

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作者簡(jiǎn)介：

[1]劉煒，男（1981-09），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作；

[2]谷飛，男（1981-10），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作。