500KV輸電線路運(yùn)行中的防雷技術(shù)

蘇磊

摘要：新時(shí)期下，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)國(guó)民對(duì)電力資源的需求量也在逐年上升，各種大型電站也越來(lái)越多，高壓輸電線的密集程度也在持續(xù)上升?，F(xiàn)如今，我國(guó)也已經(jīng)形成了以500kV輸電線路為主要網(wǎng)架的超特高壓輸送網(wǎng)絡(luò)。但是，由于輸電線路通常情況下都建設(shè)在較為空曠的地方，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中很容易遭到雷擊，導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)故障，增加維修成本，這就需要電力企業(yè)加強(qiáng)對(duì)500kV輸電線路的防雷工作的重視，制定相應(yīng)的防雷措施，保證輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：500kV;輸電線路運(yùn)行;防雷技術(shù)

1雷電放電概述

雷電作為常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，在電力系統(tǒng)中會(huì)引起超過(guò)正常電壓很多倍的雷電過(guò)電壓，它是造成電力系統(tǒng)故障的主要原因。雷電放電所產(chǎn)生的雷電流流過(guò)輸電線路將引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，從而對(duì)輸電線路安全穩(wěn)定的運(yùn)行產(chǎn)生巨大的威脅，所以在設(shè)備投入運(yùn)行之前要進(jìn)行運(yùn)行截面的選擇、設(shè)備的穩(wěn)定性、開(kāi)斷能力、關(guān)合能力等一系列校驗(yàn)。

從氣體放電的特性來(lái)看，雷電屬于一種超長(zhǎng)空氣間隙的火花放電過(guò)程。在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)，雷電流具有極性效應(yīng)，設(shè)備可當(dāng)作棒極，雷云相當(dāng)于板極。根據(jù)雷電放電的三個(gè)階段，可將雷電流繪制成標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形進(jìn)行分析。

2輸電線路差異化防雷技術(shù)應(yīng)用阻礙性問(wèn)題

2.1技術(shù)人員的綜合素質(zhì)水平有待提升

諸多技術(shù)防護(hù)人員并不能夠全面且準(zhǔn)確地了解到差異化防雷技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，在實(shí)際進(jìn)行輸電線路安全防護(hù)工作期間對(duì)于一些防雷裝置的依賴(lài)度相對(duì)較高，同時(shí)也沒(méi)有接受過(guò)專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，很難全面地掌握差異化防雷技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)，從而導(dǎo)致其工作能力無(wú)法支撐實(shí)施差異化防雷技術(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致差異化防雷技術(shù)很難在輸電線路安全防護(hù)工作中發(fā)揮出其應(yīng)有的應(yīng)用成效。

2.2輸電線路缺少避雷器保護(hù)

即便是避雷器能夠工作，但過(guò)高的雷電過(guò)電壓也會(huì)造成輸電線路絕緣子擊穿放電。尤其是大多數(shù)輸電線路所用避雷器種類(lèi)比較雜，其動(dòng)作電壓、額定電壓等參數(shù)存在較大的差異，更容易在雷電過(guò)電壓的影響下出現(xiàn)避雷器爆炸事故。

2.3感應(yīng)雷過(guò)電壓對(duì)輸電線路的影響

感應(yīng)雷過(guò)電壓是雷電擊中500kV輸電線路或者擊中線路周?chē)牡孛?，?dǎo)致雷電區(qū)域出現(xiàn)電子感應(yīng)現(xiàn)象。另外，輸電線路的導(dǎo)線中也會(huì)形成電壓，導(dǎo)致導(dǎo)線電流增大，最終形成人體難以承受的高壓。在感應(yīng)雷過(guò)電壓下，受到輸電線路本身的特征影響，導(dǎo)線的兩側(cè)也會(huì)形成感應(yīng)過(guò)電壓波，使輸電線路的電壓升高。因此，為了預(yù)防感應(yīng)雷過(guò)電壓，輸電線路施工人員在實(shí)際施工過(guò)程中，可以采取地線掩埋的方式進(jìn)行線路建設(shè)，在線路掩埋過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)的防雷操作，從而加強(qiáng)雷電防護(hù)，保證輸電線路的正常運(yùn)行。

3500kV輸電線路運(yùn)行中的防雷技術(shù)

3.1制定宏觀的防雷策略，防雷方案要有針對(duì)性

在進(jìn)行500kV輸配電線路防雷方案設(shè)計(jì)時(shí)要有針對(duì)性，例如針對(duì)其骨干輸電網(wǎng)絡(luò)，鑒于其關(guān)鍵的戰(zhàn)略位置及其出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)會(huì)引起的連鎖反應(yīng)，需要以“堵”為主要原則制定防范方針，即以避免雷擊造成的跳閘為主要目標(biāo)展開(kāi)相關(guān)防雷工作;針對(duì)多回路的同塔輸出通道，合理的選用不同的準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行絕緣方案設(shè)計(jì)，優(yōu)先考慮避雷效果而不是成本損耗，不計(jì)代價(jià)采用最合適的防雷方案;針對(duì)通道中的其他組成線路，利用“疏堵結(jié)合”的方案，即允許部分線路跳閘，以降低雷擊對(duì)輸配電線路的損害及防治雷擊導(dǎo)致的輸配電線路永久性停用。

3.2采用合適的防雷接地裝置

接地電阻是防雷措施中一個(gè)重要的參數(shù)，在防雷設(shè)計(jì)中具有重要意義。各種防雷設(shè)備要配備合適的接地裝置才能達(dá)到降低過(guò)電壓的目的，所以接地裝置在防防雷中尤為關(guān)鍵。防雷接地是一種常見(jiàn)的接地裝置，使接地電阻減小則可以增加輸電線路的耐雷水平。如果接地電阻阻值過(guò)大，線路遭受雷電襲擊時(shí)，桿塔頂端的電位將會(huì)隨接地電阻值的增大而升高。過(guò)高的電位將使絕緣子發(fā)生擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障;反之降低線路接地電阻則將降低桿塔頂端電位，對(duì)輸電線路絕緣有一定的好處。

輸電線路大多處于室外有著錯(cuò)綜復(fù)雜的地理環(huán)境，受環(huán)境的影響使得接地電阻大不相同。所以不同的環(huán)境與不同的接地體相對(duì)應(yīng)，通過(guò)導(dǎo)線將接地體與避雷線相連接，埋藏在大地中的接地體大多采用扁形或圓形鋼;由于有些環(huán)境中巖石的土壤電阻率較高，為了減小接地電阻有時(shí)需要加大接地體的尺寸。在高電壓等級(jí)輸電線路當(dāng)中可采用增大接地網(wǎng)面積，接地網(wǎng)的電容與其面積成正比，電容值越大對(duì)應(yīng)的電阻值將會(huì)越小;增加垂直接地體同樣是利用電容增加的原理降低基地電阻。

3.3應(yīng)用不平衡絕緣防雷方式

最近幾年，我國(guó)電力企業(yè)在政府部門(mén)的大力倡導(dǎo)下，正在積極努力地進(jìn)行高壓輸電線路、特高壓輸電線路的建設(shè)活動(dòng)，其最終目的就在于提升電力企業(yè)的整體供電效率以及供電質(zhì)量。在這種情況下，雙回路電線架設(shè)電線的方式應(yīng)用頻率正在逐年提升。該種電線架設(shè)方式不僅可以極大地降低線路的占地面積，同時(shí)，還可以降低電線架設(shè)成本，但是在該種架設(shè)方式下，相關(guān)技術(shù)人員需要應(yīng)對(duì)雷擊導(dǎo)致大范圍停電的問(wèn)題。在這種情況下，差異化防雷技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為必要，而不平衡絕緣防雷方式屬于差異化防雷技術(shù)的一種。該種技術(shù)主要指的就是在2個(gè)線路回路之間設(shè)置數(shù)量不等的絕緣子，當(dāng)線路出現(xiàn)雷擊問(wèn)題之后，存在絕緣子數(shù)量相對(duì)較少的線路就會(huì)最先出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，當(dāng)閃絡(luò)現(xiàn)象出現(xiàn)之后，可以有效提升另外一個(gè)回路電線的耦合性，進(jìn)而提升輸電線路的抗雷擊能力。值得注意的是，相關(guān)的管理人員在實(shí)際應(yīng)用該種方法的過(guò)程中必須要不斷地強(qiáng)化對(duì)于各個(gè)線路的安全維護(hù)頻率，制定出具有較強(qiáng)針對(duì)性的定期維護(hù)方案，并依照方案嚴(yán)密的審查各個(gè)輸電線路段的磨損程度情況以及絕緣層絕緣子數(shù)量流失信息，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行處理，避免問(wèn)題擴(kuò)大化，同時(shí)還要嚴(yán)格的依照線路原件的使用年限規(guī)定對(duì)其進(jìn)行更換處理，以此來(lái)降低雷擊問(wèn)題出現(xiàn)對(duì)輸電線路造成的不利影響程度。

3.4降低鐵塔接地電阻

第一，運(yùn)用降阻劑降低接地電阻。降阻劑具有多方面的優(yōu)勢(shì)。（1）降阻劑本身的電阻率非常低，與土壤電阻率相比差兩個(gè)數(shù)量級(jí)，將其包在接地體周邊可視為金屬，這樣就可認(rèn)為接地體尺寸變大。（2）降阻劑可增強(qiáng)土壤、接地體的接觸面積，減少兩者之間的接觸電阻。（3）降阻劑具有一定的吸潮性，保持土壤潮濕。（4）糊狀降阻劑液會(huì)深入到土壤中，并擴(kuò)散，使得滲透區(qū)域的土壤電阻降低。需要注意的是，市場(chǎng)上降阻劑的種類(lèi)比較多，且性能不一。因此，在具體應(yīng)用中需綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、施工便捷性、價(jià)格、用量等因素，選擇合適的降阻劑。第二，爆破接地技術(shù)。這是一種新型降低接地裝置接地電阻技術(shù)，主要是通過(guò)運(yùn)用爆破技術(shù)使土壤裂開(kāi)，并再用壓力機(jī)向大地裂縫壓入電阻率低的材料，達(dá)到改善土壤導(dǎo)電性能的目的。顯然，這種方法比較適用于大范圍的土壤改性。但在具體應(yīng)用中需注意：應(yīng)合理爆破，以免波及到其他電力設(shè)備、線路，導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)更大的運(yùn)行故障;不適用于硬度小、松散的土壤改性。第三，運(yùn)用增加水平方向接地電阻長(zhǎng)度的方法，降低鐵塔接地電阻。通常情況下，水平接地電阻長(zhǎng)度越大，其電阻率越大。例如，當(dāng)其長(zhǎng)度為55m時(shí)，其電阻率能達(dá)到500Ω/m;當(dāng)其長(zhǎng)度增加到80m時(shí)，電阻率能上升到2000Ω/m。但并不是水平接地電阻長(zhǎng)度越大，電阻率就會(huì)越高。當(dāng)其長(zhǎng)度達(dá)到一定值時(shí)，電阻沖擊系數(shù)會(huì)逐漸穩(wěn)定，不再上升。

結(jié)論

雷擊會(huì)給輸電線路帶來(lái)各種危害，造成電力傳輸?shù)漠惓?，影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際靈活應(yīng)用合理規(guī)劃輸電線路、安裝防雷設(shè)施等防雷技術(shù)，降低各種不良因素對(duì)輸電線路防雷性能的影響，消除雷擊給輸電線路帶來(lái)的危害，保證輸電線線路的正常運(yùn)行。

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