新時(shí)代電力防雷建設(shè)新技術(shù)研究

梅順 周琪

內(nèi)容摘要? 在我國電力系統(tǒng)工作過程中，輸電線路承擔(dān)著重要角色，不僅能夠有效保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，還借助周期性的特殊巡視，使其在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。隨著自然環(huán)境的惡化程度不斷加劇，極端天氣出現(xiàn)的頻率越來越高，由于雷擊造成的輸電線路故障現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，如何實(shí)現(xiàn)輸電線路差異化防雷技術(shù)是防止雷擊傷害的關(guān)鍵所在?；诖?，文章對雷電對輸電線路破壞機(jī)理進(jìn)行分析，并探討防雷工作特點(diǎn)與防雷技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞? 輸電線路 電力系統(tǒng) 差異化防雷技術(shù) 建弧率 極端天氣

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力事業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)良好趨勢，為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行下輸電線路的安全穩(wěn)定，采用科學(xué)的防雷技術(shù)與防雷措施是非常重要的。通過科學(xué)方法提高輸電線路防雷性能，可更好地應(yīng)對極端天氣的不利影響，抵抗雷擊傷害。

2 雷電對輸電線破壞的基本原理

電網(wǎng)防雷系統(tǒng)主要是由變電站和輸電線路兩部分共同組成。但是其中影響輸電線路破壞的因素較多，其中破壞性最大的就是雷擊現(xiàn)象。一旦輸電線路受到雷電的破壞，其內(nèi)部的電源會長期處于癱瘓。一旦輸電線路受到雷電的擊打，不僅能夠產(chǎn)生較大的熱電效應(yīng)和磁場效應(yīng)，還能夠使電力設(shè)備出現(xiàn)較大的非修復(fù)性損傷。目前的電子設(shè)備集成度較高，其中電子設(shè)備對雷電的敏感度較強(qiáng)，雷擊會導(dǎo)致其出現(xiàn)超負(fù)荷的電壓磁波，一旦電壓磁波進(jìn)入變電站中，會損壞電子設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)跳閘。雷擊后的輸電線會產(chǎn)生大氣過電壓，雷云可憑借著輸電線的塔桿對電壓進(jìn)行電流傳遞，破壞輸電線路的絕緣層，且對其進(jìn)行合理的管控，所以必須對輸電線的接地裝備合理的完善。

3 防雷工作中的特點(diǎn)

3.1 防雷工作滯后性嚴(yán)重

在目前的輸電線路的防雷工作中，主要是通過對每年輸電線路遭到雷擊的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集統(tǒng)計(jì)，找出其中導(dǎo)致輸電線路被雷擊的因素。但是由于防雷工作的滯后性明顯，且沒有可預(yù)見性的防治措施，無法對輸電線路的部分設(shè)備進(jìn)行處理和集中裝置配備。由于輸電線路還會受到地形地質(zhì)等條件的影響，雷電活動的隨機(jī)性和復(fù)雜性會導(dǎo)致企業(yè)輸電線路的技術(shù)水平出現(xiàn)嚴(yán)重的滯后性，使得輸電線路的防治落差明顯。不僅如此，在輸電線路的技術(shù)質(zhì)量管控中，還必須要根據(jù)實(shí)際情況對輸電線路的測量參數(shù)分析，理解實(shí)際的數(shù)據(jù)變化情況，阻礙了輸電線路防雷工作的有序開展，且無法對防雷技術(shù)和手段實(shí)時(shí)地更新和改進(jìn)。

3.2 防雷工作的長期性明顯

輸電線路的防雷工作是一個長期的過程，每年都需要對輸電線路的防雷工作的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)和分析，從而能夠?yàn)檩旊娋€路的防雷工作提供可靠的依據(jù)。如果想要在短期內(nèi)對輸電線路進(jìn)行防治處理，必須要提升人們對輸電線路的防雷工作的認(rèn)知，因此，需要相關(guān)部門的互相配合，積極地對防雷工作進(jìn)行宣傳和教育。

3.3 防雷設(shè)備的定期維護(hù)性

為了進(jìn)一步保證防雷工作能夠有序開展，必須要使得防雷設(shè)備是在正常的狀態(tài)下高效運(yùn)轉(zhuǎn)的。由于輸電線路的防雷設(shè)備所處的環(huán)境十分復(fù)雜，且容易受到環(huán)境的破壞，因此，必須要對防雷的設(shè)備開展定期的維護(hù)和檢查工作，保證其能夠正常的運(yùn)行。在輸電線路的運(yùn)行管控中，由于普遍存在接地電阻值較高的情況，對此，必須要對這種問題及時(shí)解決，提高對輸電線路防雷裝備的重視力度。雖然在相對危險(xiǎn)下獲取防雷裝備的數(shù)據(jù)運(yùn)行信息，但是還是需要定期或者不定期地對設(shè)備進(jìn)行檢測，一旦監(jiān)測出損壞情況，就要對其進(jìn)行合理的管控和分析，提升其實(shí)際的運(yùn)行效果。

4 輸電線路因?yàn)樵馐艿嚼讚舫霈F(xiàn)的跳閘問題

4.1 輸電線路的耐雷性

輸電線路是在露天環(huán)境中進(jìn)行工作的，因此，非常容易遇到比較極端的天氣，比如，雷雨天氣的影響等，因此，對此進(jìn)行防雷性的設(shè)計(jì)是非常重要的。如果在雷擊的狀態(tài)下，輸電線路絕緣子的閃絡(luò)情況沒有達(dá)到流幅值的最高點(diǎn)，這就說明了其本身的耐雷性很強(qiáng)，相應(yīng)出現(xiàn)跳閘、短路的概率也被大大降低[1]。為了進(jìn)一步提升輸電線路的耐雷性，不僅僅要提升設(shè)置的絕緣子片數(shù)，減少桿塔沖擊接地的電阻大小，還需要設(shè)置避雷線。這其中當(dāng)絕緣子片數(shù)增加的時(shí)候，會直接制約了絕緣子串2個端頭之間存在的閃絡(luò)電壓大小，減少雷擊對電壓造成的破壞和影響[2]。而減少桿塔沖擊接地的電阻大小，當(dāng)雷電沖擊到桿塔頂端時(shí)產(chǎn)生的電位差值就會增加，相應(yīng)輸電線路的耐雷水平就會加強(qiáng)。

4.2 輸電線路的建弧率

想要避免雷雨天氣這種情況是非常困難的，如果輸電線路遭遇到相應(yīng)的雷擊天氣時(shí)，雷擊所產(chǎn)生的電流超過了相應(yīng)的雷擊水平，那么就會出現(xiàn)各種各樣的問題，瞬時(shí)電壓會沿著絡(luò)通道從天空一直延伸到土地上面，這些電量對于整個電力系統(tǒng)而言，是不能夠承載的，因此，線路就會出現(xiàn)跳閘的情況。當(dāng)雷雨天氣過后，關(guān)于電路的維護(hù)人員應(yīng)該及時(shí)采取措施進(jìn)行維修，盡快保障電路工作的恢復(fù)。這其中必須要注意到的是，沿著雷電通道建立起工頻電弧，提升建弧率，減少輸電線路出現(xiàn)損傷。

5 差異化防雷技術(shù)的對策

5.1 根據(jù)線路電壓等級架設(shè)地線

積極實(shí)施差異化的防雷技術(shù)，在降低電力企業(yè)維護(hù)線路資金的基礎(chǔ)上，還保證了輸電電路的正常運(yùn)行。面對不同地區(qū)，地理情況的影響、天氣的影響等都會使得輸電線路的工作狀態(tài)發(fā)生變化，為了保障整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須要合理選擇架設(shè)地線的方式。例如，對于220kV及220kV以上的電路來說，通常是要全線架設(shè)雙地線;而10kV線路應(yīng)全線架設(shè)單地線。對于重要區(qū)域的線路架設(shè)來說，即使是110kV線路也應(yīng)全線架設(shè)雙地線，進(jìn)一步提升輸電線路的防雷性。

5.2 降低桿塔接地電阻及增強(qiáng)輸電線路絕緣性

在防雷工作的開展過程當(dāng)中，要使得桿塔的接地電阻盡量減少，使得雷擊桿塔點(diǎn)位的升高程度降低，進(jìn)而可以保障防雷效果得到整體上的提升。而針對桿塔控制來講，該工作具備很好的靈活性，必須要按照實(shí)際情況采取具體的技術(shù)手段進(jìn)行優(yōu)化。一般來講，為了進(jìn)一步的減少惡劣天氣的影響，還需要設(shè)置相應(yīng)的避雷針。此外，還需要減小桿塔的接地電阻，這就可以通過用降阻劑改善土壤電阻率、擴(kuò)大接地體的等效直徑等方式來進(jìn)行，從而降低了雷電事故對電路的影響和危害。

5.3 選擇合理的線路路徑

對于地勢比較高的地區(qū)來說，發(fā)生雷擊情況的頻率比較高，而且由于雷擊所造成輸電線路損壞的情況也比較嚴(yán)重，而且瞬時(shí)間產(chǎn)生的過大電流還會使得絕緣子被擊穿。此外，不同地區(qū)土壤內(nèi)部酸堿度、鹽度的不同都會造成土壤的電阻率發(fā)生變化，使得導(dǎo)電礦物質(zhì)的含量增強(qiáng)。因此，必須要在進(jìn)行差異化防雷技術(shù)應(yīng)用的過程中選擇理的線路路徑，避免外部環(huán)境的消極影響。

5.4 做好輸電線路日常維護(hù)工作

為了保障輸電線路的差異化防雷技術(shù)得到更好的應(yīng)用，還需要對于輸電線路的相關(guān)日常維護(hù)工作進(jìn)行重視。首先，需要進(jìn)行周期性的開展相應(yīng)的巡視工作，將輸電線路的狀況摸清楚，并建立其相應(yīng)的信息庫，方便在后期的檢查過程中能夠確保每一條輸電線路都被維護(hù)起來，從而更好地提升相應(yīng)的使用壽命。其次，還需要和雷區(qū)的具體分布圖以及雷電的在線監(jiān)測系統(tǒng)等相結(jié)合，只有這樣才可以更好地構(gòu)建完善化的智能管理平臺，將雷害情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從而更好地錯處風(fēng)險(xiǎn)評估和狀態(tài)評價(jià)。

6 結(jié)語

總的來說，為了使得電力工程建設(shè)中輸電線路施工質(zhì)量變得越來越好，就必須要加強(qiáng)對現(xiàn)狀問題的研究，這期間以實(shí)現(xiàn)輸電線路的穩(wěn)定性提升最為關(guān)鍵。雷擊作為對輸電線路性能影響最大的一個外部因素，針對其解決必須要按照不同電壓、不同區(qū)域、不同要求來進(jìn)行差異化的防雷技術(shù)的應(yīng)用，減少線路運(yùn)維的工作量，降低了雷擊電閘的發(fā)生效率，從而確保整個電路能夠安全可靠地運(yùn)行。

（第一作者系國網(wǎng)廣水市供電公司檢修建設(shè)工區(qū) 助理工程師）

【參考文獻(xiàn)】

[1]拓新路，楊博.特高壓輸電線路防雷技術(shù)探討[J].電工文摘，2017（6）：55-57.

[2]吳強(qiáng).山東省輸電線路差異化防雷技術(shù)應(yīng)用及評估[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2017.