輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)與維護(hù)的研究

陸佳

摘要：據(jù)統(tǒng)計(jì)，供電系統(tǒng)運(yùn)行時的故障發(fā)生率在持續(xù)上升。這多數(shù)是由于自然環(huán)境變化等因素造成。輸電線路通常都是暴露在野外，經(jīng)常會受到雨水、臺風(fēng)、雷擊等各種自然災(zāi)害的影響，給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了不便。雷擊是對輸電線路破壞最大的自然災(zāi)害，雷擊瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)電流會造成輸電線路無法承受巨大的負(fù)荷而出現(xiàn)短路、燒毀等問題，對電力系統(tǒng)、電力設(shè)備造成的危害相當(dāng)大，防雷接地的設(shè)計(jì)和維護(hù)可以有效防范這一問題的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷接地;設(shè)計(jì);維護(hù)策略

一、輸電線路采取防雷接地措施的必要性

1.1輸電線路在雷電環(huán)境中容易遭到雷擊而引發(fā)故障

輸電線路由導(dǎo)線、地線、接地裝置和絕緣子串等構(gòu)成。其中，絕緣體是確保輸電線路電能傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。如果輸電線路進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)，且即便是采取了防雷措施，但是沒有實(shí)施有效的維護(hù)工作，就會導(dǎo)致輸電線路在雷電天氣由于雷擊而引發(fā)跳閘故障，如果此時輸電線路正處于運(yùn)行狀態(tài)，就會導(dǎo)致電能傳輸受到干擾。

1.2雷電會導(dǎo)致輸電線路過熱而引發(fā)重大事故

雷電包括直擊雷、傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷，其中對輸電線路破壞力最強(qiáng)的是直擊雷，其所釋放的電流，哪怕僅僅持續(xù)幾微妙，也會在空氣中形成電磁波而導(dǎo)致脈沖電壓產(chǎn)生。在輸電線路附近如果存在這種電磁波，就會通過傳輸線路與電氣設(shè)備接觸而導(dǎo)致電氣設(shè)備處于過電壓狀態(tài)下運(yùn)行。由于過電壓導(dǎo)致電氣設(shè)備過熱，就會使得設(shè)備產(chǎn)生故障。如果因此而導(dǎo)致輸電線路過熱而沒有及時處理，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)。受到直擊雷的影響，地電位會被抬高，輸電線路上所連接的電氣設(shè)備受到威脅，甚至?xí)＜暗饺松戆踩Ｅc直擊雷相比，傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷的威脅力是比較弱的，但是擊中傳輸線路或者線路附近的區(qū)域，也會因過電壓產(chǎn)生通過線路損壞電氣設(shè)備。

1.3接地設(shè)計(jì)可以有效地預(yù)防輸電線路被雷擊

當(dāng)輸電線路處于運(yùn)行狀態(tài)的時候，由于線路遭到雷擊會導(dǎo)致跳閘故障發(fā)生，在輸電線路的總跳閘事故中超過2/3。要確保輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，使其因雷電事故而引發(fā)的跳閘率降低，就要采取必要的防雷措施，接地設(shè)計(jì)是輸電線路預(yù)防雷擊的有效措施。輸電線路為架空線路，則可以將桿塔充分地利用起來，經(jīng)過技術(shù)處理后使其發(fā)揮雷電導(dǎo)流的作用，輸電線路得到了保護(hù)，而避免發(fā)生跳閘事故。輸電線路做好防雷接地設(shè)計(jì)工作，可以提高防雷能力，確保輸電線路處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

二、防雷接地裝置的組成和功能

2.1接受裝置

防雷其實(shí)就是對雷電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，防雷接地裝置要能夠及時的在產(chǎn)生雷電之后將其接受，然后才能進(jìn)一步對其進(jìn)行處理。雷電的接受裝置是防雷接地實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)，一般采用能夠間接或直接接受雷電的金屬制品。比較常見的雷電接受裝置有：避雷線、避雷針、避雷器、架空地線等。

2.2接地裝置

接地裝置一般有接地體和接地線兩種，其目的是防止靜電產(chǎn)生的危害。在輸電線路中使用接地裝置，既能防止輸電線路因?yàn)槔讚舳斐晌：?，也能在線路維護(hù)時提供便利。維修人員在對輸電線路進(jìn)行斷電維修時，接地線可以防止靜電產(chǎn)生的危害。

2.3接地電阻

接地體對地電阻的總和稱為接地電阻，電阻值的大小一般為接地電阻的對地電壓和接地體電流的壁紙。接地電阻能夠很好的評價接地裝置的效率，能夠指導(dǎo)輸電線路的管理與維護(hù)。接地電阻在測量上也可以測量接地電阻的性能。

2.4引電裝置

引電裝置就是通常的“引下線”，也是一類導(dǎo)體組成的裝置，在防雷接地裝置里起到把雷電流從接閃器中引導(dǎo)到接地裝置的部件。雷電一般可以分為間接雷擊和直接雷擊兩種形式，這兩種雷擊形式都會對電力系統(tǒng)造成較大的危害。引下線因?yàn)槠淠透g、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在輸電線路的防雷接地裝置中起著重要的作用。

三、輸電線路防雷接地裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

3.1對于引電裝置，就是我們通常所說的避雷針或避雷線。它的主要目的就是實(shí)現(xiàn)雷電放出時有效實(shí)現(xiàn)電流分流，提高導(dǎo)線安全系數(shù)。

①避雷線。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)將避雷線敷設(shè)在輸電導(dǎo)線上，以保證其能夠在不同的電壓下正常的運(yùn)行。但針對不同的運(yùn)行電壓，也應(yīng)該區(qū)別對待。例如大于220kV的線路要沿全線架設(shè)雙避雷線，110kV的線路應(yīng)設(shè)計(jì)單避雷線，35kV線路無需在全線架設(shè)避雷線。

②避雷針。避雷針被廣泛應(yīng)用于樓房等高大建筑物中，具有較好的防雷效果。但避雷針并不是我們所了解的那種直接避雷裝置，而是一種雷電轉(zhuǎn)移裝置?，F(xiàn)階段，在雷擊頻繁區(qū)域所選用的都是上翹30°的保護(hù)針，安裝在輸電線路兩側(cè)，與導(dǎo)線上避雷線構(gòu)成輸電線路的防雷設(shè)備。

③避雷器。一部分的輸電線路會采用接地電阻進(jìn)行防雷。雖然起到了一定的防雷作用，但是也存在一定的防雷缺陷，不能完全實(shí)現(xiàn)防雷。避雷器通常采用一種非線形的電阻避雷器，將其與絕緣子并聯(lián)在塔桿上，當(dāng)輸電線路雷擊后，會在串聯(lián)間隙放電，避免輸電線路上絕緣子因電流過大而遭到損壞。這樣一來，就要求工作人員了解具體環(huán)境，在合理位置安裝操作，提升防雷效果。

3.2對于接地電阻，在實(shí)際應(yīng)用中，想要防雷，就要將接地電阻降低，根據(jù)電流原理，當(dāng)輸電線路的電流降低時，電阻也會相應(yīng)的減小，接地電阻的防雷效果就會提升，提高設(shè)備的使用性能。也就是說，桿塔的頂電位越低，其電阻也越低，防雷效果也就越強(qiáng)。

3.3自動重合閘。自動重合閘如果設(shè)計(jì)合理，對防雷也能起到一定的作用。在自動重合閘的使用下，自動重合裝置在防雷裝置防雷的一剎那瞬間斷電然后快速恢復(fù)供電，這樣一來，不僅能夠減少輸電線受到的雷擊傷害，還能滿足客戶的用電需求，避免了因長時間停電而引發(fā)的不必要的麻煩，同時還能保護(hù)輸電線路中電氣設(shè)備不受雷擊的損害。因此在輸電線路設(shè)置防雷裝置是必然的，自動重合閥也是必不可少的。通過這種方式來降低因線路損壞而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

四、輸電線路防雷接地的措施和維護(hù)策略

防雷接地設(shè)計(jì)完成后，電力企業(yè)應(yīng)組織相對應(yīng)的技術(shù)人員對輸電線路進(jìn)行防雷接地裝置的安裝，以確保線路持續(xù)供電。對輸電線路進(jìn)行合理的維護(hù)是防雷接地維護(hù)工作的重中之重，做好合理的維護(hù)工作包括防雷處理，狀態(tài)檢修，實(shí)時管理這三個方面。①實(shí)時管理要求電力企業(yè)對輸電線路及電力設(shè)備的及時檢修。一般的輸電線路需要全天候的維護(hù)管理，這樣才能及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，防治因管理不利而造成雷擊跳閘。強(qiáng)化防雷技術(shù)，提高管理效率，這樣線路跳閘次數(shù)才會日益減少。②狀態(tài)檢修工作應(yīng)立足于實(shí)際。狀態(tài)檢修是發(fā)現(xiàn)輸電線路是否被雷擊的主要途徑，防雷接地裝置通常在使用過程中會損耗較大電能，嚴(yán)重影響了其傳輸效率，增加的成本。在防雷接地裝置維護(hù)期間必須做到有效管理、維護(hù)絕緣設(shè)備、變壓器等電力設(shè)備，保證輸電線路的暢通運(yùn)行。③防止雷擊，防患于未然是輸電線路防雷接地的主要目的，因此對工作人員也提出了新的要求。要求工作人員對其線路進(jìn)行綜合性考察，分析雷擊故障形式。同時根據(jù)地方環(huán)境特點(diǎn)，對雷擊嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行避雷線等裝置的安裝。

五、結(jié)語

雷擊會對輸電線路造成較大的危害，進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備，最后導(dǎo)致供電系統(tǒng)的故障問題。所以為了保障輸電線路的安全，相關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)雷電防雷接地裝置的設(shè)計(jì)工作，積極開展輸電線路的維護(hù)工作。還要根據(jù)具體情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和維護(hù)工作，保證輸電線路的正常運(yùn)行。

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