關(guān)于電力鐵塔防雷措施分析與探究

張馳成 陳太龍

摘 要：本文通過系統(tǒng)總結(jié)電力鐵塔受到雷擊原因，論述了雷電對(duì)電力鐵塔的具體危害，最后提出了電力鐵塔新型避雷裝置的發(fā)明，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：電力鐵塔;防雷措施;避雷裝置

當(dāng)前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，已經(jīng)發(fā)展成為世界各國里面的第二大經(jīng)濟(jì)體，而工業(yè)里面的電力行業(yè)作為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石，電力系統(tǒng)自身的運(yùn)行安全可靠十分關(guān)鍵。然而我國西部地區(qū)由于地質(zhì)條件復(fù)雜，氣候環(huán)境多變，電力系統(tǒng)的輸電線路往往通過十分空曠的平原地區(qū)或復(fù)雜難行的山地，因此，在當(dāng)?shù)乩妆┘竟?jié)期間十分容易受到自然雷擊的危害。當(dāng)電力系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施遭受自然雷擊出現(xiàn)損壞，當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)搶修人員不能很難及時(shí)到達(dá)故障地區(qū)，由于當(dāng)?shù)靥鞖庠驑O大增加了故障搶修的實(shí)際難度。因此，開展電力系統(tǒng)的電力鐵塔防雷方式研究才是關(guān)鍵部分。

1 電力鐵塔受到雷擊原因的具體分析

雷電作為大氣環(huán)境里出現(xiàn)的超長距離空中放電過程，攜帶著強(qiáng)大的電流沖擊、炙熱的高溫烘烤、劇烈的電磁輻射可以很短的時(shí)間里面產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊破壞。通常，一次普通的自然雷電放電過程包括2-3 次自然閃電，這些閃電持續(xù)時(shí)間短，但是瞬時(shí)電流特別大。當(dāng)大量的帶電積云開始接近地面或者地面突出物時(shí)候，兩者之間的電場強(qiáng)度超過空氣自身的介電強(qiáng)度，就會(huì)出現(xiàn)直擊雷的情況。而因?yàn)槲矬w尖端出現(xiàn)放電現(xiàn)象的物理原理，在雷雨天的時(shí)候，當(dāng)大量帶電云層靠進(jìn)地表高聳建筑物過程中，地表高聳建筑物往往會(huì)直接感應(yīng)到與云層本身相反性質(zhì)的電荷部分，當(dāng)這些電荷聚集超過一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)自然雷擊的現(xiàn)象。如果地表高聳建筑物的自身頂部存在大量金屬物質(zhì)，則受到自然雷擊概率會(huì)更多。在不同自然環(huán)境里面，受到雷擊災(zāi)害的可能性是不一樣的，比如在開闊空曠地區(qū)，大面積水域地區(qū)等附近的電力設(shè)施受到雷擊災(zāi)害的可能性最高。因?yàn)樵陔娏€路里面，特別是在高壓輸電線路里面的電力鐵塔作為十分高的金屬導(dǎo)電建筑物，且通常位于比較孤立的地方，導(dǎo)致電力鐵塔上的相關(guān)設(shè)備，電力裝置，輸電線路和電力鐵塔本身十分容易受到自然直擊雷的威脅。

2 雷電對(duì)電力鐵塔的具體危害

自然雷擊通常分為四種主要形式，分別是自然直擊雷、自然感應(yīng)雷、自然雷電波侵入和自然球形雷。對(duì)電力系統(tǒng)輸電線路和附屬的電力設(shè)施導(dǎo)致威脅最大是自然直擊雷和自然感應(yīng)雷。自然直擊雷主要是指自然雷電直接擊中各類電氣設(shè)備、輸電線路或高聳建筑物，造成強(qiáng)大的自然雷電流經(jīng)過這些物體，造成整個(gè)電力系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓情況。出現(xiàn)直接自然雷擊過程，瞬時(shí)的巨大電流往往通過這些被雷電擊中的物體，在這些物體內(nèi)部出現(xiàn)高達(dá)幾萬度的瞬時(shí)溫度，造成物體出現(xiàn)燃燒，或者導(dǎo)致導(dǎo)線出現(xiàn)熔斷。自然感應(yīng)雷主要是指自然雷云對(duì)地進(jìn)行放電過程里面，雷電放電通道周圍空間里面的自然電磁場情況出現(xiàn)急劇變化，導(dǎo)致放電附近的導(dǎo)體物質(zhì)出現(xiàn)感應(yīng)過電壓現(xiàn)象。這種情況會(huì)造成電力系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備停電事故、設(shè)備絕緣層損毀，直接威脅電力系統(tǒng)里面用電設(shè)備和人員生命安全，甚至可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)和爆炸等各類事故。對(duì)于電力系統(tǒng)里面的高壓輸電線路來說主要容易遭受自然直擊雷影響，而附屬的電力鐵塔和輸電導(dǎo)線相比更容易遭受自然直擊雷的直接破壞。當(dāng)電力鐵塔被自然雷電直接擊中后，按照擊中部位的差異，出現(xiàn)的實(shí)際危害也有所差異。雷電擊中電力電纜部分會(huì)出現(xiàn)電流過大的情況，導(dǎo)致溫度升高，引燃電纜外部的絕緣層部分。如果雷電擊中的是電力系統(tǒng)里面主電路還可能會(huì)導(dǎo)致周圍出現(xiàn)大面積的停電現(xiàn)象和各類電器設(shè)備的大范圍損毀。因而，采取先進(jìn)的自然直擊雷防護(hù)措施，對(duì)電力系統(tǒng)的電力鐵塔部分開展防護(hù)工作顯得十分重要。

3 電力鐵塔新型避雷裝置的發(fā)明

電力系統(tǒng)的電力鐵塔通常采用的避雷裝置，是一種能夠在出現(xiàn)惡劣的強(qiáng)對(duì)流天氣環(huán)境里面實(shí)時(shí)保護(hù)電力鐵塔部分不被自然雷電造成電擊的有效避雷保護(hù)設(shè)備裝置。隨著目前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，適合電力鐵塔的避雷裝置種類更加復(fù)雜，性能需求更嚴(yán)格。但是目前使用的電力鐵塔部分避雷裝置自身還是有著各種問題，比如耐高溫和穩(wěn)定性不足，安裝過程十分繁瑣，安全系數(shù)比較低等。

根據(jù)目前電力鐵塔避雷裝置自身的各類問題，設(shè)計(jì)出一種全新的適合電力鐵塔使用的避雷裝置。采用穿刺線夾和閃裙部分進(jìn)行鑲嵌連接，同時(shí)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的穿線孔和穿刺結(jié)構(gòu)。穿刺線夾自身屬于鑄銅材料配件，線夾上面的穿刺部分能夠上下調(diào)節(jié)的實(shí)際范圍是0-1cm之間，其中穿刺部分屬于可拆卸的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠與線夾的穿線孔部分進(jìn)行鑲嵌連接。同時(shí)，導(dǎo)流環(huán)與卡扣部分進(jìn)行鑲嵌連接，而且卡扣部分與絕緣子進(jìn)行連接，導(dǎo)流環(huán)部分環(huán)繞閃裙排布設(shè)置，通過俯視呈圓形分布。導(dǎo)流環(huán)自身材質(zhì)屬于鍍鋅鋼絲材料，絕緣子與閃裙部分進(jìn)行互相連接，而且閃裙與套筒部分進(jìn)行互相連接，在套筒部分的上方連接接地桿，且保證接地桿能夠與接地線進(jìn)行相連接，套筒部分依靠固定螺栓與裝置底座進(jìn)行連接，裝置底座通過俯視呈三角形樣式，且底座每個(gè)角依靠固定螺栓能夠與套筒進(jìn)行連接，裝置底座與基座部分按照高低錯(cuò)落式進(jìn)行布置，且保證裝置底座與基座部分呈平行方向布置，裝置底座與基座部分分別與裝置固定支架保持垂直，裝置的固定支架上安排設(shè)置固定螺孔部分，保證能夠與裝置基座進(jìn)行相連接。

這種全新的電力鐵塔避雷裝置，能夠有效增大外表面部分的爬電距離，提升裝置的安全可靠性，同時(shí)裝置還具有很高的穩(wěn)定性，材質(zhì)輕等具體優(yōu)點(diǎn)，可以保證整個(gè)避雷裝置在受到自然雷擊之后能夠快速減少荷載。

結(jié)束語

不斷改進(jìn)完善電力系統(tǒng)里面的避雷措施，創(chuàng)新改善避雷裝置十分重要。在工業(yè)化快速發(fā)展的今天，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)自身安全穩(wěn)定的具體要求會(huì)更加嚴(yán)格，可見真正安全穩(wěn)定的新避雷裝置是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵保障。

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