輸電線路的防雷設(shè)計與運維技術(shù)

唐光華 李應(yīng)福 歷子群 朱銳 劉松 陳云平 巖燕塔

摘要：近年來，伴隨我國城市化進程的快速發(fā)展以及人們生活水平質(zhì)量的不斷提升，我國社會對于電能的需求量也越來越大，這就為我國的電力事業(yè)發(fā)展帶來了巨大的上升空間。輸電線路是電力工程中至關(guān)重要的部分，其運行穩(wěn)定性直接影響著電能的正常輸送，在輸電線路運維過程中，雷擊是一種較為常見且危害性較大的安全事故，輸電線路遭受雷擊會導(dǎo)致其線路短路，嚴(yán)重的還有可能引發(fā)火災(zāi)等問題。如何加強線路的防雷性能是保證輸電線路安全穩(wěn)定運行的前提。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷設(shè)計;運維管理

一、輸電線路防雷設(shè)計探討

以某山區(qū)為例，由于當(dāng)?shù)厮幍奈恢脛偤迷诶渑瘹饬鞯慕粎R處，再加上山區(qū)地勢起伏的影響，此處雷電活動比較頻繁。但是，由于在線路設(shè)計中，沒有充分重視這一點，此處雷擊事故發(fā)生率非常高，線路故障率常年居高不下，尤其是在夏季，經(jīng)常出現(xiàn)停電事故，給當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ顜砹撕艽蟛槐?。所以，線路設(shè)計中的防雷非常關(guān)鍵。一般來講，線路防雷可以采取的措施有下述幾種，在具體的設(shè)計中，應(yīng)遵照結(jié)合實際、經(jīng)濟性、合理性等原則，進行綜合考慮。

1.1 增加絕緣子

按照相關(guān)規(guī)定，線路絕緣是有一定要求的：一、若線路所處地區(qū)的海拔不過一千米，那么，110kV線路中的絕緣子數(shù)量應(yīng)在7片至8片左右（最好是8片）二、若檔距比較大且桿塔高度超過了四十米，那么，絕緣子數(shù)量應(yīng)按照每增加米加裝1片的標(biāo)準(zhǔn)來確定。

1.2 優(yōu)化接地裝置

以110kV線路為例，其運維中應(yīng)以改良、優(yōu)化接地裝置為工作重點。在將接地裝置進行改良之后，線路出現(xiàn)跳閘的次數(shù)會有所減少，故障概率也會因此降低。依據(jù)相關(guān)實例來講，優(yōu)化接地裝置之后，輸電線路中跳閘率的降幅最大可達30%;如果接地裝置以往設(shè)置的比較不合理，在經(jīng)過改良之后，跳閘率降幅甚至可以達到50%。

具體實施中，接地裝置改良的要點是降低電阻，一般方法包括填充低阻物、安裝導(dǎo)電模塊等，應(yīng)結(jié)合實際情況進行選擇。在電阻率相對較高的情況下，降阻可采用布設(shè)接地極的方法，以解決接地不良問題。但要注意的是，不同線路的布設(shè)要求也不一樣，實施中應(yīng)注意區(qū)分。若為水泥桿塔線路，接地極布設(shè)應(yīng)從其3米到5米之間的位置開始;若為鐵塔線路，接地極布設(shè)應(yīng)從其5米至8米之間的位置開始。使用的接地極最好選擇長度為1.5米長的，間隔距離最好在4米至6米。除了布設(shè)接地極之外，接地裝置改良還可以通過增加耦合系數(shù)實現(xiàn)。此種方法的實現(xiàn)途徑通常是增加架空地線或耦合地線。

1.3 加裝避雷設(shè)施

若桿塔較高，不僅會縮小其本身以及線路與雷云之間的間距，還有可能會造成雷云與線路平行或者接近桿塔的情況。在這樣的情況下，桿塔本身會處于一個較為復(fù)雜的電磁環(huán)境中，雷電繞擊過電壓幾率會因此增大。對于這個問題，現(xiàn)實中可通過加裝側(cè)向避雷針的方式來解決。對于110kV線路來講，側(cè)向避雷針通常被安裝在桿塔橫阻兩邊的位置，長度一般約為3米，安裝時應(yīng)注意在其中間1.2米處進行固定。若橫向設(shè)備需加裝避雷針，那么其長度最好在1.8米左右。而電氣連接則需將其螺孔與桿塔橫擔(dān)進行連接來實現(xiàn)，其可以將雷電流引入大地。結(jié)合安裝效果來講，側(cè)向避雷針能夠起到提升防繞擊水平等作用，對于保障線路安全有著非常積極的作用。但是，其也有一個明顯的局限性：引雷率較高。對于這個局限性，目前相對有效的克服措施是增加絕緣子數(shù)量。

另外，氧化鋅避雷器也是一種在線路防雷方面具有一定優(yōu)勢的設(shè)備。其適用于雷電活躍、電阻率較一般情況偏高以及一般降阻方法無法實現(xiàn)的情況，可有效降低跳閘率以及繞擊率，對保障線路安全能夠起到非常顯著的積極作用。

1.4 調(diào)整保護角

目前，線路防雷除了上述措施之外，調(diào)整保護角也是一項比較有效的策略。此種方法具有一定的防雷效果，但是，其缺點也比較多，其中包括：投運線路往往很難進行保護角調(diào)整;部分線路無法實施;此種做法需要大量資金作為支持，成本較高。所以，在具體線路中，應(yīng)結(jié)合資金實際和技術(shù)能力，綜合分析以確定合理的保護角，保證線路效益。

二、輸電線路運行維護措施研究

2.1建立健全的檢修維護機制

（1）相關(guān)部門要對輸電線路的檢修維護機制進行完善，明確線路檢修工作內(nèi)容和方法，并提升相關(guān)人員的專業(yè)技能和責(zé)任意識，同時，還要對各項規(guī)章制度的執(zhí)行情況進行有效監(jiān)管，以保證線路維護工作效率和質(zhì)量的提升。

（2）對線路檢修工作要做好記錄與總結(jié)，工作人員在對線路進行檢修后要及時對線路情況進行記錄，并建立線路維護檢修的數(shù)據(jù)資源庫，以便隨時對線路運行與檢修情況進行查詢，為線路的檢修維護工作提供必要的數(shù)據(jù)支持。

（3）要通過規(guī)章制度的制定和執(zhí)行，加強對輸電線路檢修維護工作的監(jiān)督管理，監(jiān)督管理人員要定期對線路運行情況及運維工作情況進行監(jiān)察巡視，同時，線路檢修部門也要加強對自身工作質(zhì)量的監(jiān)督和自檢力度，從而使輸電線路始終保持安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

2.2輸電線路的檢修模式

在當(dāng)前的輸電線路檢修工作中，通常采用的是變線為點的工作模式。由于該項工作專業(yè)程度較高，所以對于工作人員的專業(yè)技能水平也提出了更高的要求，其要多在線檢修與離線檢修的方式進行掌握和應(yīng)用。在線路檢修過程中，要注意線路的老化率問題，其老化率不應(yīng)超過3‰，其絕緣爬距也要滿足國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣子的檢修分為在線與離線兩種模式，在線檢修即分布電壓，離線檢修即零值電阻檢測。對于線路老化率連續(xù)四年保持在2.5‰左右的，應(yīng)兩年檢測一次，對于老化率連續(xù)四年保持在2‰以內(nèi)的可四年檢測一次，其檢測總次數(shù)要小于五次。

2.3引進先進的設(shè)備

在進行輸電線路的運行維護工作時，要注意引進當(dāng)前較為先進的檢測設(shè)備，通過對線路的檢測及時發(fā)現(xiàn)老化的線路并進行更換。在目前的市場經(jīng)濟影響下，一些電力企業(yè)往往忽視了在架空輸電線路運維方面的投入力度，這對于線路的安全穩(wěn)定運行是十分不利的。所以，先關(guān)企業(yè)應(yīng)認(rèn)清當(dāng)前發(fā)展形勢，通過不斷加大對輸電線路運維資金的投入，引進更加先進的設(shè)備和線路，例如在雨季較長活雷擊災(zāi)害較頻繁的地區(qū)，可增加一系列防雷裝置并更換性能更加穩(wěn)定的線路等，通過對設(shè)備和線路的優(yōu)化，提升輸電線路的穩(wěn)定性。

2.4實施有效的防范措施

由于一些地區(qū)的輸電線路運行環(huán)境較為復(fù)雜，所以其容易受到自然因素的影響而造成損害，除常見的雷擊災(zāi)害外，輸電線路還會受到各類生物的侵襲以及雨水等物質(zhì)的腐蝕。所以在進行輸電線路的運維工作中，要做好對線路的防護，例如設(shè)置驅(qū)鳥裝置，降低鳥類對線路的破壞;在人員較為密集的地區(qū)，要在線路附近設(shè)置安全警示標(biāo)識;對于大風(fēng)、強降水等惡劣天氣要提前做好預(yù)警，將自然因素對輸電線路造成的影響降到最低。

三、結(jié)語

線路故障是導(dǎo)致大規(guī)模停電的主要原因之一，對社會生產(chǎn)的影響力非常大。因此，降低線路故障率是保證線路效益的關(guān)鍵。出于此項考慮，在線路設(shè)計過程中，必須將防雷考慮在內(nèi)，采取有效的避雷措施，盡可能的避免雷害事故的發(fā)生。

參考文獻：

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