高壓輸電線路綜合防雷措施的應(yīng)用

吳洋 蘇志龍

內(nèi)蒙古超高壓供電局，中國·內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080

高壓輸電線路；綜合防雷措施；電網(wǎng)系統(tǒng)

1 引言

電力資源是人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的重要能源資源，直接影響著社會(huì)的穩(wěn)定以及人們的生活質(zhì)量，因此，提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性是十分必要的。高壓輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系著電網(wǎng)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。雷擊事故是高壓輸電線路最為常見的事故之一，嚴(yán)重影響輸電線路的正常工作，應(yīng)用科學(xué)系統(tǒng)的綜合防雷措施能夠有效避免雷擊事故對(duì)輸電線路正常工作的影響，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率以及質(zhì)量。

2 雷擊過程對(duì)高壓輸電線路的影響

2.1 雷擊放電原理

雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生的最主要的源頭在于帶電荷的雷云，帶電荷的云層被水滴穿過之后，水滴會(huì)出現(xiàn)分裂的現(xiàn)象，分裂出來的小水滴受到周圍大氣的影響會(huì)進(jìn)入到云層當(dāng)中，小水滴中帶有的負(fù)電荷能夠匯集成帶有負(fù)電的雷云。此時(shí)，雨滴帶有正電會(huì)下降到大地上并形成降雨，隨著電荷積累的越來越多，大地會(huì)與雷云形成電場從而引發(fā)雷擊和閃電行為，一次雷擊行為會(huì)產(chǎn)生極大的瞬時(shí)電流，接著形成雷鳴和閃電的現(xiàn)象。

2.2 雷電流和雷電壓的形成

雷電現(xiàn)象可以將之看作是瞬時(shí)電流沿著空氣中游離的導(dǎo)電分子通道進(jìn)入雷擊高電勢點(diǎn)的行為。如果這種強(qiáng)大的雷電擊中高壓導(dǎo)線，會(huì)改變導(dǎo)線中的電流配比以及電壓配比，影響高壓線的接地電阻值，從而產(chǎn)生雷電反射現(xiàn)象，形成高壓線路中的雷電壓和電流，影響高壓線路的正常工作，使得高壓輸電線路存在防雷安全隱患[1]。

3 高壓輸電線路存在的主要的防雷安全隱患

輸電線路受到地形環(huán)境及自然環(huán)境的各種因素的影響，導(dǎo)致雷擊跳閘率比較高，影響輸電線路正常工作和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及工業(yè)建設(shè)對(duì)電力需求的不斷增加，雷擊的事故會(huì)對(duì)人們的生活造成巨大的影響，因此，必須要明確高壓輸電線路存在的主要的雷擊隱患，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理，保證高壓輸電線路的正常運(yùn)行，減少雷擊事故對(duì)高壓輸電線路正常工作的影響[2]。

3.1 輸電桿塔接地問題

雷云放電造成的過電壓會(huì)通過線路桿塔建立起放電通道而導(dǎo)致線路絕緣被擊穿，產(chǎn)生輸電線路雷擊事故。雷云放電產(chǎn)生的過電壓又被稱為大氣過電壓，主要包括直擊過電壓以及感應(yīng)過電壓兩部分內(nèi)容。雷擊現(xiàn)象發(fā)生的主要原理在于感應(yīng)雷云的產(chǎn)生，結(jié)合雷擊現(xiàn)象形成過程中周圍電場的特點(diǎn)能夠發(fā)現(xiàn)，雷擊對(duì)高壓輸電線路的影響源頭在于放電泄洪通道的建立，可以抵消感應(yīng)電荷中的異種電荷而產(chǎn)生閃電和雷擊的現(xiàn)象。如果接電裝置完好，則雷擊事故發(fā)生概率會(huì)大大下降，如果接地裝置被破壞，將會(huì)加大雷擊事故發(fā)生的概率。因此，工作人員可以適當(dāng)降低桿塔的接地電阻，提高輸電線路的防雷水平[3]。

3.2 絕緣裝置配置不足

良好的絕緣設(shè)施是保證高壓輸電線路能夠正常穩(wěn)定工作的重要前提，但是從實(shí)際情況來看，很多高壓線路存在絕緣裝置配置不合理、不科學(xué)的問題，影響高壓輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。作為高壓輸電線路的重要組成部分和防護(hù)設(shè)施，絕緣配置起著防止電流回流的作用，能夠有效避免高壓線路短路事故的發(fā)生。如果高壓輸電線路中的絕緣裝置并不能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用，則會(huì)造成高壓輸電線路發(fā)生跳閘，從而引起較大的安全隱患。另外，如果出現(xiàn)結(jié)緣裝置脫落或者高壓輸電線路直接裸露在外的現(xiàn)象，也會(huì)造成較大的高壓輸電線路安全隱患[4]。

3.3 避雷線的設(shè)置問題

在進(jìn)行高壓輸電線路防雷過程中，工作人員在設(shè)計(jì)輸電線路桿塔時(shí)，忽略了保護(hù)角的影響，導(dǎo)致輸電桿塔的防雷保護(hù)角并不能夠發(fā)揮具體的防雷作用，造成線路閃絡(luò)的頻率加大，從而影響整體系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。所以，必須要合理地進(jìn)行高壓輸電避雷線的配置，減少高壓輸電線路的雷擊問題的發(fā)生，并提高高壓輸電線路的有效性，降低高壓輸電線路運(yùn)營過程中的安全隱患。避雷線的有效安裝能夠使線路在遭受雷擊時(shí)將雷電雨高壓輸電線路有效隔絕起來，減少雷擊事故對(duì)高壓輸電線路造成的破壞。避雷線的功能與避雷線的種類以及避雷線的設(shè)置有關(guān)，從功能上來看普遍存在一定的局限性，難以全面系統(tǒng)地進(jìn)行高壓輸電線路的保護(hù)。因此，需要結(jié)合避雷線功能以及避雷線的安裝特點(diǎn)，合理地進(jìn)行避雷線的設(shè)置，提高避雷線的避雷功能。

4 高壓輸電線路綜合防雷措施的應(yīng)用

4.1 輸電防雷措施的應(yīng)用

結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，輸電線路遭受雷擊的概率和區(qū)域比較固定，因此，需要結(jié)合相關(guān)雷擊事故發(fā)生的情況進(jìn)行合理的輸電線路的設(shè)計(jì)及改造。一般來說，雷擊事故主要發(fā)生在山區(qū)風(fēng)口、潮濕山脈以及相對(duì)比較干燥的土壤地帶。減少高壓輸電線路雷擊事故發(fā)生的關(guān)鍵在于盡可能地避免輸電線路經(jīng)過發(fā)生雷擊現(xiàn)象比較多的區(qū)域。輸電線路在遭受雷擊之后，雷電波會(huì)沿著輸電線路雙向傳播，工作人員可以提前改變檔距以提升輸電線路的抗雷擊能力，避免因雷擊事故造成的斷電行為。不考慮其他避雷裝置以及環(huán)境因素的影響，正常線路檔距越大，線路的抗雷擊的能力就越好，當(dāng)線路檔值能夠達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使得線路的抗雷擊特性達(dá)到最大，因此，可以通過合理設(shè)置線路檔位的方法提高輸電線路的防雷性能。

4.2 降低塔桿接地電阻值

降低塔桿接地電阻值能夠有效提高高壓輸電線路的防雷水平，塔桿接地電阻通常會(huì)搭配避雷線一起使用，輸電線路被雷擊之后會(huì)大幅度的降低雷電壓，從而能夠減少雷擊行為對(duì)輸電線路的影響。工作人員需要結(jié)合輸電電壓的耐雷水平以及塔桿接地的電阻值，選擇適合的電阻值。目前通常采用的電阻值降低的方法包括降阻劑的使用、爆破接地技術(shù)以及低電阻材料的引入等，能夠提高高壓輸電線路的抗雷擊水平。

4.3 合理安裝避雷針與避雷器

在高壓輸電線路中，進(jìn)行避雷器的安裝能夠?qū)崿F(xiàn)線路絕緣子串的串聯(lián)，從而提高高壓輸電線路防止雷電繞擊和防止雷電反擊的能力，保障輸電線路運(yùn)行的安全性，避免輸電線路中的絕緣體被雷擊所破壞。工作人員在進(jìn)行避雷器的安裝過程中，需要對(duì)現(xiàn)場的環(huán)境條件進(jìn)行全面系統(tǒng)的勘測與分析，選擇恰當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)進(jìn)行避雷器的安裝。通常工作人員可以選擇受雷擊比較多的塔干以及雷電高發(fā)區(qū)的輸電線路進(jìn)行避雷器的有效安裝，安裝數(shù)量需要結(jié)合雷電事故發(fā)生的頻率以及雷電事故造成的影響進(jìn)行確定。合理的安裝避雷器與避雷針能夠極大地減少線路跳閘事故發(fā)生的概率，同時(shí)也能夠大大提升輸電線路防止雷擊反擊的能力。

4.4 預(yù)先放置電棒和負(fù)角保護(hù)針

負(fù)角保護(hù)針以及電棒的預(yù)先放置可以有效減少地線與導(dǎo)線之間的距離，增加地線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，改變電壓的分布狀態(tài)，減少輸電桿塔對(duì)雷擊的分流作用，從而增加絕緣子以及高壓導(dǎo)線對(duì)地的電容情況。

5 結(jié)語

綜上所述，高壓輸電線路的雷擊事故一直以來是影響高壓輸電線路運(yùn)行安全性的重要因素，因此，要加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路雷擊事故的分析及處理，明確輸電線路雷擊事故發(fā)生的主要原因及其造成的危害，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，促進(jìn)高壓輸電線路的正常穩(wěn)定運(yùn)行。