輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與輸電線路運(yùn)維技術(shù)

李想 李巨山

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的電力工程的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。我國各行各業(yè)的發(fā)展都進(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí)期。電力行業(yè)為各行各業(yè)的發(fā)展提供了能源保障，所以自身更是發(fā)展的飛快。如今輸電線路更是遍布全國各地，但是輸電線路故障跳閘時(shí)有發(fā)生，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。在引發(fā)線路故障跳閘諸多因素中，雷擊引發(fā)線路跳閘最為頻繁，尤其是在高壓輸電線中更易出現(xiàn)雷擊事故，防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用就顯得尤為重要。本文旨在對線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)有進(jìn)行分析，希望可以對相關(guān)行業(yè)的工作人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷設(shè)計(jì);輸電線路;運(yùn)維技術(shù)

引言

電力已經(jīng)是人類生產(chǎn)生活離不開的一種能源，而輸電線路在電力能源輸送中起著重要的作用，是電網(wǎng)組成的重要一部分，輸電線路的安全直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)，甚至影響國泰民安。輸電線路所輸送電壓越高，電線塔桿的高度就越高，線路尺寸就越大，這都使得輸電線路非常容易遭受雷擊的危害，近些年由于一些自然和人為的因素，我們在輸電線路上的損失可以說非常之大，嚴(yán)重影響了各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以已經(jīng)越來越多的人關(guān)注到線路的防雷技術(shù)，在輸電線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用防雷技術(shù)可以有效的減少輸電線路遭受雷擊的概率，增加輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。

1雷電對于輸電線路的危害

雷電現(xiàn)象是生活中常見的自然現(xiàn)象，一般發(fā)生在容易下雨的季節(jié)，所以在夏季最容易發(fā)生雷電事故。雷電現(xiàn)象的發(fā)生隨著地理位置的變化出現(xiàn)頻率也會(huì)不一樣，在赤道附近最容易發(fā)生雷電現(xiàn)象，然后發(fā)生的頻率向南北極處遞減。大多數(shù)人知道的常識是，雷電現(xiàn)象容易發(fā)生在高層建筑上或是帶有尖端的建筑物上，其實(shí)輸電線路也經(jīng)常受到雷電現(xiàn)象的破壞。雷電對于輸電線路的危害主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先是雷電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，伴有嚴(yán)重的高熱效應(yīng)，所以當(dāng)雷電擊打在輸電線路上時(shí)，會(huì)瞬間產(chǎn)生數(shù)值非常大的電流甚至可達(dá)數(shù)十萬，這樣高的電流值會(huì)使得輸電線路的溫度上升到一個(gè)很高的數(shù)值，當(dāng)達(dá)到金屬融化點(diǎn)時(shí)，輸電線路中的金屬導(dǎo)線就會(huì)融化，甚至引發(fā)輸電線路桿塔的倒塌，這對于輸電線路的危害顯然是致命的，直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓。第二個(gè)方面就是來自于雷電現(xiàn)象的高壓效應(yīng)，雷電的電壓值可以達(dá)到十萬伏特以上，當(dāng)雷電擊發(fā)生在輸電線路時(shí)，如此高的電壓可以直接使得輸電線路發(fā)生短路、跳閘甚至燒壞變壓器，對于電氣設(shè)備和金屬導(dǎo)線的傷害都是非常巨大的，嚴(yán)重的情況就是引起火災(zāi)，造成人身安全和財(cái)產(chǎn)安全的巨大損失。除此之外就是雷電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)伴隨的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這些電磁感應(yīng)會(huì)使得輸電線路形成電磁場，間接導(dǎo)致輸電線路的電流增大，和高熱效應(yīng)的危害結(jié)合在一起，對輸電線路的危害更是大大提高，甚至被損壞的輸電線路都無法修復(fù)。因此，在輸電線路中應(yīng)用防雷技術(shù)可以說是非常有必要的。

2輸電線路引發(fā)雷電的影響因素

2.1線路桿塔的高度

輸電線路尤其是高壓輸電，桿塔往往都設(shè)置在寬闊地區(qū)，而且具有很高的高度，周圍沒有高層建筑，因此在出現(xiàn)雷雨天氣時(shí)，桿塔就很容易受到天氣影響從而出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象。而且隨著電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，輸電線路應(yīng)用范圍更廣，需求量巨大，桿塔的設(shè)置數(shù)量也在不斷增加，很多地區(qū)的桿塔高度也在提高，因此更容易受到雷電影響。

2.2 自然環(huán)境的影響

為了保證電力供應(yīng)，輸電線路會(huì)經(jīng)過很多山區(qū)，而且山區(qū)地帶往往降水豐富，雷雨天氣較多，輸電線路受到雷電影響的幾率也就隨之增加。目前輸電線路在山區(qū)發(fā)生雷擊的現(xiàn)象比較頻繁，所以再設(shè)計(jì)中一定要重視自然環(huán)境對于輸電線路的影響，尤其是山區(qū)雷雨天氣較多的地區(qū)。

2.3土壤電阻率的原因

輸電線路的桿塔數(shù)量很多，而桿塔都是與土壤直接連接，因此桿塔很容易受到接地電阻的影響。在很多地址條件比較復(fù)雜的地區(qū)，例如高山和巖石密布的地區(qū)，雷擊現(xiàn)象受到土壤的電阻率影響很大。如果桿塔發(fā)生雷擊，加之土壤電阻率過小，很容易產(chǎn)生反射問題，從而進(jìn)一步提高了輸電線路受到雷擊的幾率。

3輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的運(yùn)用研究

3.1科學(xué)配置線路避雷器

為進(jìn)一步提升輸電線路的耐雷水平，在輸電線路設(shè)計(jì)過程中，可在搭設(shè)避雷線的基礎(chǔ)上科學(xué)配置避雷器裝置。例如，在輸電線路中，將絕緣氧化鋅避雷串并聯(lián)在線路絕緣子上，用以分散雷電流，使擊穿電壓小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，從而保證輸電線路電壓始終處于安全范圍，防止因絕緣導(dǎo)線產(chǎn)生過電壓而引發(fā)雷擊故障。又比如，在構(gòu)建現(xiàn)代防雷系統(tǒng)時(shí)，加強(qiáng)三合一或二合一信號防雷器的科學(xué)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)模擬信號線路、電源、同軸信號等的有效防護(hù)。在此過程中，應(yīng)保證防雷器PE端良好接地，做好日常檢查與維修工作。通常情況下，避雷器在環(huán)境相對惡劣的山區(qū)架空輸電線路工程設(shè)計(jì)、水電站附件的輸電線路工程設(shè)計(jì)、跨越相對較大的鐵塔中具有廣泛的應(yīng)用。

3.2減小接地電阻

使用避雷線、避雷器和自動(dòng)合閘系統(tǒng)都是通過物理?xiàng)l件來減少雷電傷害的防雷技術(shù)，如果能夠減少接地的電阻，就可以使得防雷效果更上一層樓，如何減小接地電阻，這里我們提供兩個(gè)有效的措施。首先可以利用爆破技術(shù)，爆破技術(shù)是近幾年比較流行的一項(xiàng)新技術(shù)，可以有效的使土壤的性質(zhì)發(fā)生一定的變化，也就是通過爆破的手段將這片區(qū)域的土地炸開，使得電阻率比較小的物質(zhì)能夠進(jìn)入地下，有效地減少土地的電阻率。另一個(gè)方法就是在土壤中加入適量的降阻劑，這里我們建議降阻劑加入到鐵塔附近的土壤之中，使得降阻劑中的電解質(zhì)和水分能夠最快的速度融入土壤之中，從而減小接地電阻。

3.3有效應(yīng)用自動(dòng)重合閘技術(shù)

自動(dòng)重合閘（AutomaticReclosingSwitch）技術(shù)是線路保護(hù)中較為常用的技術(shù)之一。通常情況下，在輸電線路系統(tǒng)中有效安裝自動(dòng)合閘裝置，可根據(jù)電路故障實(shí)際情況，通過自動(dòng)合閘進(jìn)行線路保護(hù)，實(shí)現(xiàn)線路故障影響的有效控制。總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在架空輸電線路中安裝自動(dòng)合閘裝置，當(dāng)發(fā)生線路故障時(shí)，在繼電保護(hù)動(dòng)作下實(shí)現(xiàn)故障切除，電弧自動(dòng)熄滅，從而提升輸電線路供電的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。目前，在110kV、220kV輸電線路設(shè)計(jì)過程中，常應(yīng)用單項(xiàng)重合閘進(jìn)行線路保護(hù);在易發(fā)生相間短路故障的輸電線路中，常采用綜合重合閘進(jìn)行線路保護(hù)。

3.4自動(dòng)重合閘的正確安裝

在輸電線路尤其是高空輸電線路中，應(yīng)用自動(dòng)重合閘對于輸電的安全有著重要的作用，也能夠最大程度的降低雷電對于輸電線路的危害。目前輸電線路中的自動(dòng)重合閘主要分為四種：（1）停用裝置。（2）綜合裝置。（3）三相裝置。（4）單相裝置。當(dāng)輸電線路受到雷擊而出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)重合閘的繼電保護(hù)就會(huì)發(fā)生作用，而使斷路設(shè)備跳閘，然后立刻連接斷電，使輸電線路能夠及時(shí)的供電，從而保證電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，不僅保護(hù)了輸電線路的安全，而且也保證了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自動(dòng)重合閘對于輸電線路防雷來說具有明顯的優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用中也具有良好的效果，能夠大幅度的減少輸電線路由于雷擊而出現(xiàn)的斷電幾率。不過瞬時(shí)閉合與瞬時(shí)連接之間的時(shí)間還是有待提高，需要研究人員不斷的對自動(dòng)重合閘進(jìn)行研究，提高技術(shù)水平，不斷提高自動(dòng)重合閘的整體性能，從而發(fā)揮其獨(dú)有的優(yōu)勢，使輸電線路的安全得到可靠的保障。

結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行對于我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化建設(shè)具有重要的意義。而電力系統(tǒng)中的輸電線路是重要的組成部分，輸電線路的安全也直接關(guān)系到電力能源的供應(yīng)。電力企業(yè)在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，要對于輸電線路引發(fā)雷電的影響因素進(jìn)行全面的考慮，并采取有效的防雷技術(shù)和措施，確保輸電線路免受雷電的影響，能夠正常運(yùn)行，進(jìn)而推動(dòng)電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定，從而推動(dòng)我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，其電力行業(yè)成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要支持。

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