輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的應(yīng)用探究

摘要：電力供應(yīng)的安全和穩(wěn)定關(guān)系著社會(huì)的方方面面，所以電力企業(yè)在輸電線路設(shè)計(jì)中要尤其注重供電的安全與穩(wěn)定。雷擊會(huì)對(duì)輸電線路的安全造成威脅，所以在輸電線路設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)雷擊的預(yù)防是十分有必要的。本文對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)中防雷技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路設(shè)計(jì)；線路防雷技術(shù)；應(yīng)用

1輸電線路引發(fā)雷電的影響因素

1.1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)，而且高度很高，周圍沒(méi)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。

1.2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(guò)很多山區(qū)，而且山區(qū)地帶往往降水量較豐富，雷雨天氣較多，輸電線路受到雷電影響的幾率也就會(huì)隨之增加。目前，輸電線路在山區(qū)發(fā)生雷擊的現(xiàn)象較頻繁，所以在設(shè)計(jì)中一定要重視自然環(huán)境對(duì)輸電線路的影響，尤其是山區(qū)雷雨天氣較多的地區(qū)。

1.3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，加上土壤電阻率過(guò)小，很容易產(chǎn)生反射問(wèn)題，從而進(jìn)一步提高輸電線路受到雷擊的幾率。

2防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1科學(xué)布置輸電線路

由于輸電線路雷擊故障的產(chǎn)生與線路所在地域環(huán)境存在密切的關(guān)聯(lián)性，因此在輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需對(duì)輸電線路所在地的地理環(huán)境、氣候條件、地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合分析，避免將輸電線路布置于雷電多發(fā)區(qū)域，從而減少雷擊故障的發(fā)生。通常，雷擊多發(fā)區(qū)域可分為以下幾類：第一，地下水位相對(duì)較高且富有導(dǎo)電性礦藏的地區(qū)；第二，山區(qū)風(fēng)口處及順風(fēng)向的河谷區(qū)域；第三，地質(zhì)電阻率極易發(fā)生改變的地區(qū)，或者土質(zhì)電阻率相對(duì)較低的地區(qū)，如山坡斷層地帶、山谷地區(qū)、農(nóng)田等；第四，具有豐富水資源的盆地區(qū)域；第五，土質(zhì)相對(duì)較好、植被覆蓋率較高的地區(qū)，如樹(shù)林。

2.2科學(xué)配置線路避雷器

為了進(jìn)一步提升輸電線路的耐雷水平，在輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)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(hào)防雷器的科學(xué)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)線路、電源、同軸信號(hào)等的有效防護(hù)。在此過(guò)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，避雷器在環(huán)境相對(duì)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(duì)較大的鐵塔中具有廣泛的應(yīng)用。

2.3科學(xué)搭設(shè)避雷線

避雷線是當(dāng)前使用最為廣泛的防雷技術(shù)，具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷線能夠減少鐵塔的雷電流，以使塔頂?shù)碾娢唤档?，減輕雷擊破壞程度；耦合作用是指通過(guò)耦合導(dǎo)線降低輸電線路中絕緣子的電壓；屏蔽作用是指直接降低雷擊后產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓。應(yīng)當(dāng)根據(jù)輸電線路的電壓級(jí)別選擇避雷線，20kV的輸電線路不需要裝設(shè)避雷線，200kV以上的輸電線路需要全程搭設(shè)避雷線，500kV的高壓線應(yīng)當(dāng)搭設(shè)兩個(gè)避雷線，以提高避雷線的屏蔽功能。為了提高避雷線的保護(hù)能力，應(yīng)確保每個(gè)鐵塔區(qū)的避雷線能夠接地，并保證兩個(gè)避雷線之間設(shè)置一個(gè)間隙。目前我國(guó)在設(shè)計(jì)高壓和超高壓輸電線路時(shí)通常搭設(shè)絕緣避雷線，以降低功率損耗。

2.4架設(shè)耦合地線

在無(wú)法實(shí)現(xiàn)降低接地電阻的情況下，可在導(dǎo)線的周圍或下方敷設(shè)一條底線，以使雷電流可以分流，降低絕緣子串兩端的感應(yīng)程度，減小反擊電壓間的分量。通過(guò)架設(shè)耦合地線，能降低雷擊時(shí)電力系統(tǒng)的跳閘率。

2.5有效應(yīng)用自動(dòng)重合閘技術(shù)

自動(dòng)重合閘技術(shù)是線路保護(hù)中較為常用的技術(shù)之一。通常，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(guò)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?？偨Y(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，以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(guò)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)。以三相自動(dòng)重合閘保護(hù)原理為例進(jìn)行分析：如圖1為單側(cè)電源送電線路三相一次重合閘的工作原理框圖，主要由重合閘啟動(dòng)、重合閘時(shí)間、手動(dòng)合閘于故障時(shí)保護(hù)加速跳閘等元件組成。

具體的工作過(guò)程如下：重合閘啟動(dòng)：當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘或其他非手動(dòng)原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)啟動(dòng)。在正常情況下，當(dāng)斷路器由合閘位置變?yōu)榉珠l位置時(shí)，立即發(fā)出啟動(dòng)指令。重合閘時(shí)間：?jiǎn)?dòng)元件發(fā)出啟動(dòng)指令后，時(shí)間元件開(kāi)始記時(shí)，達(dá)到預(yù)定的延時(shí)后，發(fā)出一個(gè)短暫的合閘命令。這個(gè)延時(shí)即重合閘時(shí)間，可以對(duì)其整定。一次合閘脈沖。當(dāng)延時(shí)時(shí)間到后，它立即發(fā)出一個(gè)可以合閘的脈沖命令，并開(kāi)始記時(shí)，準(zhǔn)備重合閘的整組復(fù)歸，復(fù)歸時(shí)間一般為15～25s。手動(dòng)跳閘后閉鎖：當(dāng)手動(dòng)跳開(kāi)斷路器時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)重合閘回路，因此需設(shè)置閉鎖環(huán)節(jié)，使其不能形成合閘命令。重合閘后加速保護(hù)跳閘回路：對(duì)于永久性故障，在保證選擇性的前提下，盡可能地加快故障的再次切除，需要保護(hù)與重合閘配合。

3結(jié)語(yǔ)

總之，電力企業(yè)在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)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(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司）

作者簡(jiǎn)介：姓名：曹宏偉 （1974.11.12），性別：男 ；籍貫：遼寧綏中；民族：漢 ；學(xué)歷：大專；職稱：助理工程師 /技師 ； 職務(wù)：主輸電線路運(yùn)維 研究方向：電力系統(tǒng)輸電工程。