線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

袁偉東 趙樹禹 李全焜

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)電力的需求也在不斷增加，這促進(jìn)了輸電線路規(guī)模的擴(kuò)大。然而，在建設(shè)電力系統(tǒng)的過程中，很多輸電線路都是露天安裝的，它們很容易受到自然環(huán)境的影響。其中，雷電危害就是重要的一種，它會(huì)嚴(yán)重威脅輸電線路的運(yùn)行安全。因此，在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)用防雷技術(shù)有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：雷電危害;防雷技術(shù);輸電線路;桿塔

一、輸電線路引發(fā)雷電的原因

1.1地理環(huán)境

雷擊活動(dòng)多發(fā)生在山區(qū)地帶，由于山區(qū)地形起伏，氣流活動(dòng)頻繁，且森林覆蓋面積廣，雨水豐富，在輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)受到氣候影響的較大，特別是一些縱深山谷地帶、傾斜山坡、沿海地區(qū)，所以在山區(qū)和沿海線路的輸電線設(shè)計(jì)時(shí)要注重當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境，對(duì)于一些不良的因素要充分地進(jìn)行考慮。

1.2線路桿塔高度

雷擊主要是使大地感應(yīng)電荷和雷云中的電荷，雷云中的過電壓是通過線路桿塔建立放電通道，導(dǎo)致線路擊穿，因此要注重以下問題：（1）塔身的電流和電感程度加大，反擊的電壓和電路就減少;（2）導(dǎo)線閃爍程度的大小是由線路間距的不均衡造成;（3）相鄰桿塔的分流會(huì)導(dǎo)致分流作用的大幅度降低。

1.3土壤電阻率

一般的桿塔和接地的電阻兩者有著密切的關(guān)系，對(duì)于高山、巖石等地形結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)把工作重點(diǎn)放到巖石和土壤的分層上。如果遇到雷擊塔頂現(xiàn)象，因?yàn)榻拥仉娮韬苄?，就有可能造成反射現(xiàn)象，與山區(qū)線路對(duì)比，平原和丘陵地區(qū)的線路可通過降低接地電阻來減少雷擊的可能性。

二、輸電線路防雷設(shè)計(jì)

2.1在線路上裝置避雷器

在輸電線路上裝置避雷器后，一旦雷電將輸電線路擊到后，雷電產(chǎn)生的電流將進(jìn)行分流，有一部分通過塔體直接導(dǎo)入地下，還有一部分將借助于避雷線導(dǎo)入到周邊的塔桿上，當(dāng)雷電流超出規(guī)定數(shù)值時(shí)，避雷器將自動(dòng)在分流中發(fā)揮作用。避雷器的殘留電壓低于一半，就算雷擊產(chǎn)生的電流不斷增加，留存的殘壓也不會(huì)產(chǎn)生危害。在詳細(xì)講就是，輸電線路設(shè)置避雷線以后，在雷電擊中輸電線路后，避雷器將把一大部分的雷電流傳導(dǎo)到塔桿，而雷電流在途徑導(dǎo)線和避雷線時(shí)在強(qiáng)烈的電磁感應(yīng)效果下出現(xiàn)合分量，進(jìn)而導(dǎo)線的電位將被推高。

2.2選用合理的輸電線路路徑

因?yàn)楦鞯赜蜃匀画h(huán)境存在差異化，遭到雷擊的事故的可能性也存在諸多不同。那些屢屢遭受雷電襲擊的區(qū)域，那么，自然行業(yè)不是鋪設(shè)線路室最恰當(dāng)?shù)倪x用手段。

首先，被譽(yù)為“雷暴長廊”的山川峽谷區(qū)域;其次，地下埋藏著具有導(dǎo)體屬性的礦物或地下水位高的區(qū)域;再次，圍繞山川的潮濕低洼盆地，特別是其四周都有連綿的山脈或茂密叢林、深淺不一的水塘、大型水庫等的鐵塔周邊尤為危險(xiǎn);最后，發(fā)生過土地電阻率突變或突變頻率過高的區(qū)域，都具備低土質(zhì)性電阻的特點(diǎn)，例如，地質(zhì)的斷層處或溪水流經(jīng)的山谷等點(diǎn)地。

1.3中性點(diǎn)非有效接地方式

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在電力系統(tǒng)發(fā)生的事故或故障中，一半以上都是單一方式相接地。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中有單項(xiàng)接地發(fā)生故障時(shí)，依然將維系其三相電壓的平衡，并不影響供電的持續(xù)性，能夠給技術(shù)人員充足的時(shí)間去找到故障的發(fā)生點(diǎn)并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

三、防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1選擇優(yōu)質(zhì)的輸電路徑

輸電線路特別容易受地理環(huán)境和天氣變化的制約，從而造成對(duì)其日常運(yùn)作的危害。所以，在輸電線路的施工階段，一定要盡量不讓輸電線路途徑山谷、山坡等比較險(xiǎn)峻的特殊地勢地形，從而使其能降低輸電線路遭雷擊的概率。同時(shí)，在完成輸電線路架設(shè)工作時(shí)，施工前還要嚴(yán)密勘探當(dāng)?shù)氐牡匦魏屯寥捞刭|(zhì)，以避免因?yàn)榈叵滤桓?，或地表下面存在有十分豐富的導(dǎo)電礦物質(zhì)，減少了桿塔在輸電線路與地表之間的電阻，引發(fā)雷電電壓短期內(nèi)迅速提升的問題。

3.2科學(xué)合理設(shè)置避雷裝置

（1）設(shè)置避雷線時(shí)一定要高度重視線路的規(guī)范合理化設(shè)計(jì)，尤其要充分掌握改線路的重點(diǎn)，能對(duì)輸電線路與桿塔中所負(fù)荷的電流進(jìn)行有效降低，避免出現(xiàn)輸電線路被雷電擊中的事故放生。此外，還一定要遵循成本投入和經(jīng)濟(jì)效益均衡的目標(biāo)，只針對(duì)輸電線路中所輸送的電流電壓在大于35kV的線路完成裝置避雷線的施工，針對(duì)輸送電流達(dá)到220kV的輸電線路，還要為其安裝兩條甚至多條避雷線路，從而滿足對(duì)線路中電流分支的需求。

（2）運(yùn)用負(fù)角保護(hù)針，完成對(duì)桿塔架設(shè)輸電線路保護(hù)。不僅要運(yùn)用避雷線路外，還要根據(jù)被桿塔架設(shè)在空中的線路，還能在線路與桿塔接觸的地方設(shè)置負(fù)角保護(hù)針，其主要是作用是確保能縮小線路被擊穿的極限距離，從而有效發(fā)揮對(duì)整體線路的保護(hù)作用，最終使輸電線路能完美的屏蔽外部電流的影響，尤其是山坡、山洞等復(fù)雜地質(zhì)條件下，通常能選用的裝置距離不超過3m，再安裝在輸電線路上。

四、輸電線防雷技術(shù)的工作重點(diǎn)

4.1確立管理目標(biāo)并及時(shí)杜絕雷擊隱患

關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)輸電線路防雷措施方面，需要工作人員明確管理目標(biāo)和重點(diǎn)保護(hù)范圍。對(duì)于十分復(fù)雜的線路或雷擊事故發(fā)生頻繁過高或人群較為集中的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)重點(diǎn)防雷措施保護(hù)，在安裝防雷裝置前要精準(zhǔn)探測和分析當(dāng)?shù)丨h(huán)境和地質(zhì)條件。

4.2規(guī)范測試方式

加強(qiáng)和改進(jìn)防雷技術(shù)已經(jīng)成為目前電力領(lǐng)域內(nèi)高度重視的核心問題，所以，運(yùn)用最先進(jìn)的防雷技術(shù)是必然需求。使用電阻檢測儀器和技術(shù)這種傳統(tǒng)的方式已經(jīng)都要被淘汰了，關(guān)于這方面的改造和對(duì)事故發(fā)生的分析都是測試方法中需要改進(jìn)的關(guān)鍵內(nèi)容。

4.3采取針對(duì)性措施

很多地方出現(xiàn)的雷擊事故比較嚴(yán)重，而且屢屢發(fā)生，所以，根據(jù)這些地區(qū)的防雷技術(shù)重點(diǎn)分析輸電線路的抗雷擊性能的強(qiáng)弱，比如：輸電線路大跨越式、架空線路、輸電線路之間的大檔距或大高差等問題，針對(duì)以上特點(diǎn)制定詳實(shí)可行的防雷技術(shù)方案，加強(qiáng)對(duì)頻發(fā)地區(qū)的防雷設(shè)定管理。

五、結(jié)束語

雷擊是影響輸電線路安全的重要因素，所以，提高輸電線路的防雷能力是十分重要的。在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，要結(jié)合線路的實(shí)際情況，考慮地形環(huán)境、氣候等多方面的因素，合理運(yùn)用各種防雷技術(shù)，有效提高輸電線路的防雷能力，避免發(fā)生雷擊事故，以保證輸電線路的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱鳳蓉.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（18）：144.146.

[2]吳璽.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]西部廣播電視，2014（18）：177，179.

（作者單位：國網(wǎng)青海省電力公司海東供電公司）

作者簡介：袁偉東（1980.8.28），性別：男;籍貫：黑龍江;民族：漢;學(xué)歷：本科、;職稱：工程師;研究方向：輸電線路運(yùn)維與檢修。