高壓輸電線路的防雷保護(hù)及其絕緣配合初探

摘 " "要：電力的作用主要體現(xiàn)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障居民生活的方面，雷電事故給電力輸送在安全性方面帶來(lái)的危害不容小覷。本文首先敘述了雷擊的危害和目標(biāo)，接下來(lái)又結(jié)合實(shí)際情況，提出了高壓輸電線路適用的防雷保護(hù)措施，例如，架設(shè)避雷線、將桿塔接地的電阻進(jìn)行降低，最后圍繞著“防雷保護(hù)措施所適用的絕緣配合”展開(kāi)了探究，供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;防雷保護(hù);絕緣配合

中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " " " " " 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0058-02

引 言

在諸多的自然災(zāi)害中，雷電給高壓輸電線路帶來(lái)的影響，往往十分嚴(yán)重，這是高壓輸電線路所特有的性質(zhì)決定的，發(fā)生雷電事故后，不僅會(huì)引起大面積的停電，還會(huì)給人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)威脅，因此，防雷保護(hù)和絕緣配合對(duì)高壓輸電線路而言，具有十分重要的作用，只有對(duì)有關(guān)工作引起重視并加以落實(shí)，才能保證輸電線路始終處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，電網(wǎng)運(yùn)行的安全性自然也會(huì)隨之提升，由此可以看出，本文所探究?jī)?nèi)容具有突出的現(xiàn)實(shí)意義。

1 "雷擊的危害和目標(biāo)

1.1 "雷擊的危害

雷擊指的是通過(guò)帶電云層與帶異種電荷云層并進(jìn)行迅猛放電所產(chǎn)生的閃電和巨大聲音，危害主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：①雷擊較易導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。雖然在大多數(shù)情況下，遭受雷電的直接襲擊，不會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路面臨著嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，但是雷擊帶來(lái)的間接損失往往難以估計(jì);②雷擊的范圍與面積正在逐漸增加。受傳統(tǒng)觀念影響，人們普遍認(rèn)為雷擊涉及的范圍僅僅局限于建筑和電力領(lǐng)域，調(diào)查結(jié)果表明，現(xiàn)階段，受災(zāi)范圍已經(jīng)由上述領(lǐng)域向計(jì)算機(jī)、金融證券等領(lǐng)域擴(kuò)展;③雷擊正在由傳統(tǒng)的閃電直擊、過(guò)電壓波傳輸，向空間閃電所對(duì)應(yīng)脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，也就是說(shuō)，雷擊正在由二位空間向三維空間入侵，由此而造成的傷害和損失難以估計(jì)[1]。

1.2 "雷擊的目標(biāo)

較易遭到雷擊的地點(diǎn)有以下幾個(gè)：土壤電阻率存在明顯差別的交界地段;稻田和山坡的交界地段;下水位較高或是湖沼等具有較小電阻率的地段。較易遭到雷擊的建筑則滿(mǎn)足以下特點(diǎn)：①位于曠野的獨(dú)立建筑;②水塔、高樓、電視塔等建筑，這些建筑的高度普遍較高;③存在較多金屬設(shè)備的廠房;其四，用來(lái)對(duì)廢氣、導(dǎo)電塵埃進(jìn)行排出的管道或是廠房。

2 "高壓輸電線路適用的防雷保護(hù)措施

2.1 "避雷線的架設(shè)

作為諸多防雷保護(hù)措施中較為常見(jiàn)的一種，架設(shè)避雷線的作用主要是防護(hù)雷電直擊給高壓輸電線路帶來(lái)的危害，從而達(dá)到防雷保護(hù)的效果，在對(duì)避雷線進(jìn)行架設(shè)時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)將避雷線與導(dǎo)線間的保護(hù)角固定在特定的數(shù)值范圍內(nèi)。另外，研究表明，架設(shè)避雷線的作用還體現(xiàn)在降低塔頂電位和減少閃絡(luò)次數(shù)的方面，這樣做能夠使線路絕緣子串電壓、導(dǎo)線感應(yīng)電壓有所降低，使屏蔽導(dǎo)線的目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)實(shí)踐能夠發(fā)現(xiàn)，與低壓輸電線路相比，高壓輸電線路通過(guò)架設(shè)避雷線的方式，所取得的防雷保護(hù)效果往往更加突出。

2.2 "防雷元器件的安裝

2.2.1 nbsp;設(shè)計(jì)理念

通過(guò)對(duì)我國(guó)電力部門(mén)近幾年較常應(yīng)用的防雷產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)和歸納能夠發(fā)現(xiàn)，絕緣線路復(fù)合柱式氧化鋅防雷絕緣子的應(yīng)用頻率相對(duì)較高，該防雷產(chǎn)品在應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)揮了較為突出的作用，絕緣導(dǎo)線由于遭受雷擊而出現(xiàn)斷線的情況與之前相比明顯減少，但是運(yùn)行故障仍舊存在，例如，遭受到較強(qiáng)的雷擊后，存在絕緣子內(nèi)部的氣體發(fā)生急劇膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)氧筒被破壞，在日常檢查的過(guò)程中，工作人員又較難發(fā)現(xiàn)上述故障的存在。因此，從配電網(wǎng)、客戶(hù)群體所提出的需求出發(fā)，有關(guān)人員成功研制出了防爆防雷防斷線的支柱絕緣子，該產(chǎn)品集避雷器和支柱絕緣子所具有的功能于一體，這從側(cè)面表明其不僅具備優(yōu)異的彎曲、機(jī)械負(fù)荷能力，還具備與避雷器相同的防雷保護(hù)作用，實(shí)踐表明，將防爆防雷防斷線的支柱絕緣子投入應(yīng)用，能夠在最大程度上提升高壓配電線路在運(yùn)行過(guò)程中具有的安全性[2]。

2.2.2 "安裝要點(diǎn)

防雷元器件的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：①由于電阻片無(wú)需承受長(zhǎng)時(shí)間的工頻續(xù)流，因此，老化速度減慢、使用壽命延長(zhǎng)，高壓輸電線路具有的安全性自然隨之提升;②高強(qiáng)度環(huán)氧筒的作用主要是強(qiáng)化自身負(fù)荷彎曲的能力，保證機(jī)械負(fù)載能力與普通的絕緣子持平，這樣做，能夠使避雷器與絕緣子所具有功能融為一體的目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)，在提升高壓輸電線路美觀性的基礎(chǔ)上，減少防雷成本;接下來(lái)，工作人員在安裝防雷元器件時(shí)，無(wú)需將絕緣導(dǎo)線外部絕緣層剝開(kāi)，內(nèi)部金屬導(dǎo)線也就不會(huì)受到雨水的腐蝕;③從實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)防護(hù)帽裝置進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠起到省時(shí)省力的效果。除此之外，引弧棒還可以具有指示故障的作用，這是因?yàn)橐“羯涎b有反光膜，即使在可視度較低的夜里，工作人員也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行觀察。在安裝防雷元器件時(shí)，以下內(nèi)容需要工作人員引起重視：①在條件允許的情況下，工作人員可以利用頂部綁扎法對(duì)電纜進(jìn)行固定，然后將保護(hù)卡罩分別壓入相應(yīng)的上端卡口;②安裝防雷元器件的過(guò)程中，工作人員無(wú)需將絕緣導(dǎo)線外部絕緣層剝開(kāi);③工作人員在對(duì)支柱絕緣子進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免粗糙、堅(jiān)硬物件將硅橡膠傘群外部保護(hù)套劃傷的情況出現(xiàn)，正常情況下，包裝箱開(kāi)箱工作，應(yīng)當(dāng)在安裝現(xiàn)場(chǎng)完成;其四，只有將防雷元器件與地相接，才能保證其在防雷保護(hù)方面具有的作用得到應(yīng)有的發(fā)揮。

2.3 "線路避雷器的安裝

在高壓輸電線路及桿塔上對(duì)線路避雷器進(jìn)行安裝（如圖1），能夠使雷電經(jīng)過(guò)避雷針向地下、相鄰桿塔進(jìn)行傳入，雷電流自然會(huì)被引向較為廣闊的區(qū)域，由于雷電過(guò)于集中，導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)故障的情況，因此而得到有效解決。在特定的條件下，線路避雷器能夠分流超過(guò)安全值的雷電流，將大部分雷電流傳入到導(dǎo)線和相鄰桿塔，減輕過(guò)電壓可能給桿塔帶來(lái)的危害。在分流雷電流時(shí)，導(dǎo)線間存在的電磁感應(yīng)，往往能夠以導(dǎo)線和避雷線為依托，產(chǎn)生能夠上升導(dǎo)線電位、降低電位差的耦合分量，絕緣子串較易出現(xiàn)的閃絡(luò)現(xiàn)象隨之消除，出現(xiàn)跳閘問(wèn)題的幾率有所下降。

2.4 "將桿塔接地的電阻進(jìn)行降低

桿塔接地電阻給處于運(yùn)行狀態(tài)下的高壓輸電下路具有的安全性帶來(lái)的影響往往十分直觀，一旦出現(xiàn)接地電阻過(guò)大的情況，遭受到雷擊的高壓輸電線路，其塔頂電位就會(huì)被拉升，隨著線路和塔頂電位差值的不斷加大，閃絡(luò)、跳閘問(wèn)題隨之出現(xiàn)。如果將桿塔進(jìn)行科學(xué)、有效的接地，雷擊所產(chǎn)生電流的大部分都會(huì)被疏散到地下，高壓輸電線路具有的安全性自然得到保證，由此可見(jiàn)，將桿塔接地的電阻進(jìn)行降低，不僅可以強(qiáng)化高壓輸電線路具有的耐雷水平，還能夠使跳閘率得到有效降低[3]?？赡苡绊戨娮杪实囊蛩?，不僅包括電阻設(shè)備還包括接線區(qū)域土壤的電阻率，因此，在確定接線區(qū)域時(shí)，工作人員應(yīng)避開(kāi)多石、高山等具有較高電阻率的區(qū)域，如果無(wú)法避免，則需要根據(jù)實(shí)際情況，增加埋設(shè)深度。

3 "防雷保護(hù)措施所適用的絕緣配合

絕緣配合在減少雷擊危害方面，同樣具有十分重要的作用。首先應(yīng)當(dāng)明確什么是“絕緣配合”，絕緣配合指的是從設(shè)備所處環(huán)境和具體應(yīng)用出發(fā)，對(duì)其電氣絕緣特性加以選擇，為電氣設(shè)備具有的絕緣水平提高保證。對(duì)高壓輸電線路而言，絕緣配合指的是解決實(shí)際工程存在的諸多問(wèn)題，例如，線路桿塔間隙放電、導(dǎo)線的相互配合與絕緣選擇。施工前期，工作人員應(yīng)當(dāng)從以下角度出發(fā)，對(duì)絕緣配合加以考慮：①導(dǎo)線對(duì)地絕緣配合。以操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓所提出的要求為依據(jù)，將導(dǎo)線對(duì)其間隔距離的最小允許值進(jìn)行確定，該法同樣適用于對(duì)導(dǎo)線和被跨越物的間隔距離的最小允許值進(jìn)行確定;②導(dǎo)線與避雷線間的絕緣配合。以雷電過(guò)電壓為依據(jù)，將避雷線和檔距中央導(dǎo)線間存在的氣隙距離進(jìn)行確定;接下來(lái)，不同相導(dǎo)線間的絕緣配合。以正常運(yùn)行的導(dǎo)線振蕩和電壓并計(jì)情況為依據(jù)，對(duì)不同相導(dǎo)線所對(duì)應(yīng)間隔距離的最小值加以確定;③導(dǎo)線與桿塔間的絕緣配合。以工頻電壓、操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓為依據(jù)，對(duì)絕緣子的型號(hào)和片數(shù)加以確定，在風(fēng)速相同的條件下，將導(dǎo)線和桿塔間存在的氣隙距離進(jìn)行確定。

4 "結(jié) 論

綜上所述，由于我國(guó)地質(zhì)、氣候和地形均復(fù)雜多樣，因此，在對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，工作人員需要做到因地制宜，設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí)，從所在地區(qū)的氣候特征出發(fā)，著重統(tǒng)計(jì)并分析發(fā)生雷電災(zāi)害的幾率，在此基礎(chǔ)上，與電力需求相結(jié)合，完成線路防雷等級(jí)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析工作，只有做到這幾點(diǎn)，才能夠保證高壓輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中具備良好的安全性，希望文中討論的內(nèi)容可以在某些方面給工作人員以啟發(fā)，為電力的高質(zhì)量輸送提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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[2]李艷飛.高壓輸電線路的防雷保護(hù)及其絕緣配合探究[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2017（19）：8～9.

[3]吳水清.高壓輸電線路的防雷保護(hù)及其絕緣配合探討[J].科學(xué)之友，2013（10）：41～42.

收稿日期：2018-12-3

作者簡(jiǎn)介：張 翔（1991-），男，漢族，湖南郴州人，助理工程師，本科，主要從事輸電線路設(shè)計(jì)工作。