輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)維技術(shù)分析

許振雷

摘要：輸電工程是電力工程系統(tǒng)的重要組成部分，與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)。而雷擊是比較典型的一種嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的事故，很容易導(dǎo)致線(xiàn)路短路，進(jìn)而造成系統(tǒng)運(yùn)行故障。因此，如何在充分考慮技術(shù)設(shè)備、地理環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的基礎(chǔ)上優(yōu)化完善輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)工作是一項(xiàng)值得持續(xù)關(guān)注與研討的工程，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展有深遠(yuǎn)影響。

關(guān)鍵詞：輸電線(xiàn)路;防雷設(shè)計(jì);運(yùn)維技術(shù)

引言

近年來(lái)，伴隨我國(guó)城市化進(jìn)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(guó)社會(huì)對(duì)于電能的需求量也越來(lái)越大，這就為我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的上升空間。輸電線(xiàn)路是電力工程中至關(guān)重要的部分，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響著電能的正常輸送，在輸電線(xiàn)路運(yùn)維過(guò)程中，雷擊是一種較為常見(jiàn)且危害性較大的安全事故，輸電線(xiàn)路遭受雷擊會(huì)導(dǎo)致其線(xiàn)路短路，嚴(yán)重的還有可能引發(fā)火災(zāi)等問(wèn)題。如何加強(qiáng)線(xiàn)路的防雷性能是保證輸電線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。

一、輸電線(xiàn)路受到雷擊的形式

輸電線(xiàn)路雷擊形式主要分為以下幾種：

第一，雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)分成靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)，雷電流可以在其周?chē)臻g形成較大磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)四周導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生特別高的電壓，容易出現(xiàn)二次放電現(xiàn)象，破壞周?chē)姎庠O(shè)備。

第二，球形雷。此種雷擊形式比較罕見(jiàn)，根據(jù)研究資料得知，球形雷能夠通過(guò)門(mén)窗進(jìn)入到房屋內(nèi)部，對(duì)居民的生命安全產(chǎn)生較大威脅。

第三，直擊雷。一旦發(fā)生直擊雷現(xiàn)象，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生特別大的雷電電流，電流侵入到地表，與雷擊區(qū)域相接觸的金屬設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生較大的對(duì)地電壓，進(jìn)而引發(fā)大規(guī)模的觸電事故。

二、輸電線(xiàn)路的防雷與接地設(shè)計(jì)

1.輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)

在輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)解決線(xiàn)路遭遇雷擊后的跳閘率問(wèn)題。想要有效解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要從以下幾方面入手進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1.1優(yōu)化避雷線(xiàn)設(shè)計(jì)

對(duì)輸電線(xiàn)路的避雷線(xiàn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)可以有效降低其遭受雷擊的概率。在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，對(duì)于避雷線(xiàn)的設(shè)計(jì)需要參照桿塔的高度與保護(hù)角等要素。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)線(xiàn)路所在地區(qū)的實(shí)際情況對(duì)桿塔的高度與保護(hù)角角度進(jìn)行調(diào)整。此外，避雷線(xiàn)應(yīng)設(shè)計(jì)在導(dǎo)線(xiàn)上方，導(dǎo)線(xiàn)全線(xiàn)都需要設(shè)置避雷線(xiàn)，避雷線(xiàn)與地面相接。在一些夏季多雨多雷電的地區(qū)尤其是山區(qū)中，要設(shè)置雙避雷線(xiàn)，這樣可以對(duì)雷電進(jìn)行雙重隔離，提升線(xiàn)路的安全性。

1.2自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置

在輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì)中，設(shè)置自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置是較為常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法之一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)工程所在地區(qū)的降雨及雷電情況進(jìn)行前期勘察，針對(duì)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r需求對(duì)自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并在安裝時(shí)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)調(diào)試，以此確保輸電線(xiàn)路在遭遇雷電閃絡(luò)后可以進(jìn)行自動(dòng)重合，保證線(xiàn)路的正常運(yùn)行，降低因雷擊造成的停電事故的發(fā)生概率。

2.應(yīng)用避雷器

避雷器對(duì)于輸電線(xiàn)路的豎向線(xiàn)路防雷保護(hù)發(fā)揮著重要作用，當(dāng)避雷器的電壓低于桿塔與導(dǎo)線(xiàn)電位差時(shí)，避雷器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)分流，以避免絕緣子閃絡(luò)問(wèn)題。在當(dāng)前避雷器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，氧化鋅避雷器逐漸得到了推廣和應(yīng)用，其可以對(duì)感應(yīng)雷過(guò)電壓起到很好的一直作用，且質(zhì)量較好，所以其開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)的普通避雷器。氧化鋅避雷器對(duì)絕緣子的絕緣層增加了防弧金具，使引起閃絡(luò)的位置處在防護(hù)金屬和絕緣子的貼膠之間，所以對(duì)于保護(hù)高壓線(xiàn)路斷線(xiàn)問(wèn)題具有良好的效果。當(dāng)出現(xiàn)較強(qiáng)雷電天氣時(shí)，避雷器可以將雷擊產(chǎn)生的過(guò)剩電壓導(dǎo)入大地，起到對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)作用。

三、常見(jiàn)輸電線(xiàn)路防雷措施分析

1.正確選擇高壓輸電線(xiàn)路的避雷器

第一點(diǎn)，在進(jìn)行相關(guān)工作之前，應(yīng)該先對(duì)安裝避雷器桿塔的遭受雷擊情況有一定的了解，如果該桿塔遭受了較多次數(shù)的雷擊，那么應(yīng)該在桿塔的三相上面都安裝避雷器，并且該桿塔附近的桿塔也應(yīng)該安裝避雷器。再者，如果是雷擊繞機(jī)的次數(shù)比較多的話(huà)，就應(yīng)該在桿塔的側(cè)面對(duì)其進(jìn)行安裝避雷器。遇到不同的狀況就對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的安裝措施，才能有著良好的避雷效果。第二點(diǎn)，在選購(gòu)避雷器的過(guò)程中，應(yīng)該較多地選擇包含間隙的避雷器，因?yàn)槭褂冒g隙的避雷器的周期越長(zhǎng)，它的效果也會(huì)越來(lái)越好，與此同時(shí)也要對(duì)避雷器的增水性能進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。

2.改良接地裝置水平

理論上講，優(yōu)化接地裝置可以滿(mǎn)足降低20%到30%的線(xiàn)路桿塔的雷擊跳閘概率，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。建設(shè)過(guò)程中可以通過(guò)將接地極深埋布設(shè)、在線(xiàn)路中增加低阻物質(zhì)等方法降低接地桿塔的電阻，尤其要注意對(duì)于垂直設(shè)置與其他布設(shè)的情況要因地制宜，采用不同的距離標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。例如，如果是水泥塔桿線(xiàn)路，接地極應(yīng)從它3-5米之間的位置開(kāi)始布設(shè)，接地桿長(zhǎng)度以及間隔距離也應(yīng)科學(xué)規(guī)劃。另外，還可以采用增加架空地線(xiàn)或者耦合地線(xiàn)來(lái)增加耦合系數(shù)的方式優(yōu)化接地裝置。

四、輸電線(xiàn)路運(yùn)維措施

1.引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備

在進(jìn)行輸電線(xiàn)路的運(yùn)行維護(hù)工作時(shí)，要注意引進(jìn)當(dāng)前較為先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)對(duì)線(xiàn)路的檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)老化的線(xiàn)路并進(jìn)行更換。在目前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)影響下，一些電力企業(yè)往往忽視了在架空輸電線(xiàn)路運(yùn)維方面的投入力度，這對(duì)于線(xiàn)路的安全穩(wěn)定運(yùn)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(shì)，通過(guò)不斷加大對(duì)輸電線(xiàn)路運(yùn)維資金的投入，引進(jìn)更加先進(jìn)的設(shè)備和線(xiàn)路，例如在雨季較長(zhǎng)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(xiàn)路等，通過(guò)對(duì)設(shè)備和線(xiàn)路的優(yōu)化，提升輸電線(xiàn)路的穩(wěn)定性。

2.加強(qiáng)輸電線(xiàn)路的巡查工作

當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)逐步建立起比較完善的輸電線(xiàn)路巡查工作的日常管理，但對(duì)于新出現(xiàn)的情況或特殊情況關(guān)注度尚有欠缺。例如，有些經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)不夠完善，無(wú)死角的目的達(dá)成不足，這就需要及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)與必要的補(bǔ)充人員配備;在時(shí)間方面，除了日常管理，應(yīng)尤其注意夜間或特殊天氣如大雪、暴雨情況的巡查工作，避免遇到緊急情況全線(xiàn)崩潰的險(xiǎn)情;最后，巡視工作要做到“繼承傳統(tǒng)，推陳出新”，即巡視工作要保證階段性與整體性的有機(jī)結(jié)合，對(duì)于輸電線(xiàn)路的運(yùn)維中出現(xiàn)的問(wèn)題查明原因與精準(zhǔn)記錄解決方法與步驟，促進(jìn)工作實(shí)現(xiàn)順利過(guò)渡。責(zé)任追查制度必須落實(shí)到位，以避免責(zé)任推諉造成的巡視資源的浪費(fèi)。

3.科學(xué)選擇輸電線(xiàn)路檢修模式

在現(xiàn)階段的輸電線(xiàn)路檢修作業(yè)環(huán)節(jié)，檢修人員采取變線(xiàn)為點(diǎn)模式較多，因?yàn)榇隧?xiàng)工作的專(zhuān)業(yè)技能水平比較高，對(duì)檢修人員提出嚴(yán)格要求，并科學(xué)運(yùn)用在線(xiàn)檢修技術(shù)與離線(xiàn)檢修技術(shù)。在輸電線(xiàn)路檢修期間，檢修人員要特別關(guān)注線(xiàn)路老化問(wèn)題，輸電線(xiàn)路的老化率不宜超過(guò)3‰，輸電線(xiàn)路的絕緣性能要滿(mǎn)足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)于輸電線(xiàn)路運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)，還要大力引進(jìn)新型檢測(cè)裝置，一旦發(fā)現(xiàn)老化的設(shè)備與線(xiàn)路，要馬上更換。對(duì)于相關(guān)企業(yè)來(lái)講，要根據(jù)輸電線(xiàn)路檢修工作中存在的難題，適當(dāng)加大資金投入力度，并引進(jìn)新型的輸電線(xiàn)路及相關(guān)設(shè)施。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)全文的總結(jié)可以得知，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，我國(guó)對(duì)于電能的需求量也在不斷提升，這就對(duì)輸電線(xiàn)路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。在輸電線(xiàn)路的各類(lèi)影響因素中，雷擊災(zāi)害對(duì)于線(xiàn)路造成的損傷是十分嚴(yán)重的，甚至有可能引起較大規(guī)模安全事故。所以電力企業(yè)應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)輸電線(xiàn)路的防雷安全設(shè)計(jì)，通過(guò)采取具有針對(duì)性的有效措施，降低線(xiàn)路遭受雷擊的概率。同時(shí)，電力企業(yè)還要不斷強(qiáng)化對(duì)輸電線(xiàn)路的運(yùn)行檢修與維護(hù)工作，提升線(xiàn)路整體質(zhì)量，防患于未然，保證輸電線(xiàn)路的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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