高壓輸電線路的綜合防雷措施分析

戴仕杰

【摘 要】近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對電能的需求增多，我國的電網(wǎng)建設也越來越完善。如何確保電力運輸?shù)陌踩蔀槲覈娏ζ髽I(yè)當前需要解決的首要問題?；诖?，論文就雷電對高壓輸電線路的影響、我國高壓輸電線路防雷工作中的問題以及綜合防雷措施等進行了簡單探討。

【關鍵詞】高壓輸電線路;綜合防雷措施

引言

高壓輸電線路是電網(wǎng)安全運行中較為重要的組成部分，高壓輸電線路作業(yè)，決定著電能傳輸效果，影響供電效率。被雷擊中的高壓輸電線路會存在短時間電流快速增加的情況，超過線路原有的負荷范圍，使線路出現(xiàn)短路、燃燒等問題，影響電能傳輸效果。另外，短時間過強電流的出現(xiàn)會使線路連接設備電壓升高，進而破壞設備性能，嚴重時還會產(chǎn)生爆炸，降低電力系統(tǒng)運行安全性。為此，在高壓輸電線路設計中，要加強防雷處理，維護高壓輸電線路安全運行。

1雷電對高壓輸電線路的危害

（1）如果桿塔遭到雷擊，自身就會形成導體，進而對桿塔中的輸電設備以及導線造成不利影響。嚴重情況下會導致電線自燃，整個輸配電系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)，造成大面積停電。電流強度超過一定限度會影響電力設備的自主修復功能，相關人員不得不通過更換線路設備的方式恢復供電。而這不僅會加大線路設備的維修難度，還會增加線路設備的維修成本。

（2）高壓輸電線路遭受雷擊會出現(xiàn)過電壓的情況，導致線路和設備因電壓超限而出現(xiàn)絕緣性能損害。一方面，會造成大范圍停電，影響人們的正常生產(chǎn)生活;另一方面，會增加公眾生命安全隱患。由此可知，加大對高壓輸電線路防雷工作的重視度，對于整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

2高壓輸電線路引發(fā)雷電的原因

2.1桿塔因素影響

桿塔在被雷擊后，產(chǎn)生的電荷會經(jīng)過桿塔與大地形成一個單向回路，使桿塔出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，影響高壓輸電線路的正常使用。高壓輸電線路桿塔會根據(jù)所在區(qū)域供電需求設置相應的高度，桿塔間存在相互影響，在雷擊下產(chǎn)生不同反應。如桿塔電流與反擊電流呈反比，桿塔電流增加，反擊電流就會逐漸減弱，抵抗雷擊的能力會減弱;導線閃爍大小會導致桿塔線路間出現(xiàn)不均衡分布，受雷擊后局部荷載增大，造成燒毀現(xiàn)象;臨近桿塔間的分流會抑制分流作用，增加局部電流頻率。

2.2復雜地形影響

對于山區(qū)、沿海等地域，地形結構復雜性較強，在高壓輸電線路鋪設時經(jīng)常會受到地形地勢、氣候環(huán)境等因素的影響，增加問題出現(xiàn)率。雷擊是這類環(huán)境條件下最常出現(xiàn)的情況，且破壞力度較大，維修難度高，對輸電系統(tǒng)構成嚴重威脅。具體來說，不良后果主要體現(xiàn)在以下3個方面。（1）縱深山谷地帶。這類地區(qū)氣流運動復雜性高，受到雷擊影響范圍較大，再加上未設置相應的防護屏障，難以維持高壓輸電線路的安全運行，容易增加事故發(fā)生率。而產(chǎn)生這一情況的原因為，區(qū)域內開放空間面積較大，暴露在外面的弧長較長，所以在氣流運動中，容易吸引雷電注意，增加雷擊概率。（2）傾斜山坡。由于上坡的地帶很少有繞組，而下坡的地段導線過長，雖然目的是增強保護效果，但山上的繞組仍缺少科學保障，繞擊頻率會逐漸增加，雷擊次數(shù)增多，影響線路安全運行。（3）沿海地區(qū)。海岸線區(qū)域內空氣中鹽分含量較多，容易引起雷擊事故。

2.3土壤電阻率

接地電阻是實施雷擊電流分流處理和消耗的重要方式。桿塔作為雷電的主要襲擊目標，如果不能合理設置接地電阻，雷擊產(chǎn)生的電流會擊穿桿塔，產(chǎn)生故障問題。而對于高山、巖石等復雜地形區(qū)域，如果不能科學設置接地電阻，發(fā)揮土壤結構的作用優(yōu)勢，會降低防雷水平。此外，若是出現(xiàn)雷擊塔頂?shù)默F(xiàn)象，由于土壤的電阻率很小，極有可能造成反射的現(xiàn)象。因此，山區(qū)線路更容易遭受雷擊，而平原線路則可以通過降低接地電阻來減少遭受雷擊的可能性。

3高壓輸電線路的綜合防雷措施

3.1加強高壓輸電線路管理

就目前高壓輸電線路防雷擊設計情況來看，部分地區(qū)設計人員缺乏對高壓輸電線路防雷管理意識，這無疑增加了高壓輸電線路遭受雷擊的可能性。所以在新的輸電要求下，高壓輸電線路設計人員應當加強對高壓輸電線路的管理，在設計過程中可在線路最容易受到雷擊的地方安裝避雷器等設備，取線路中間位置安裝避雷器，減弱桿塔電感，做好絕緣接地處理?；蛘呃民詈系鼐€和避雷設備，維護高壓輸電線的安全性。另外，做好連接位置的防雷處理。對架空線和電纜線進行單獨的防雷保護，并按照電纜與電壓情況制定防雷措施。設計中如果發(fā)現(xiàn)電纜與架空線連接的情況，要按照規(guī)定要求科學設置連接接頭。設備電纜屏蔽層的兩側必須接地深處，且在操作過程中有效操作防雷設備，最好在變壓器座采取防雷措施，也可在保險絲之前安裝防雷裝置。

3.2安裝避雷設備

高壓輸電線路的防雷設計中，安裝避雷設備是常使用的手段，最常見到的避雷設備以避雷針和負角保護針兩種為主：避雷針要求安裝到塔頂?shù)拙€支架上，數(shù)量和位置需根據(jù)高壓輸電線路所處環(huán)境下的支架特征而定，它可以在雷擊發(fā)生前儲存較高電能，利用脈沖作用降低雷擊影響;負角保護針則是通過負角保護的方式減少雷擊應用的一種措施，在雷擊的第一時間將多余電流轉移到避雷線上，保護高壓輸電線路安全。負角保護針多數(shù)情況下安裝在塔架或電線頂部位置，如果網(wǎng)絡條件允許可以通過多智能體的全智能控制，將其他線路、微電網(wǎng)系統(tǒng)、斷路器等單元系統(tǒng)模擬量和開關設置量收集到智能終端設備中，采用最簡單的信息處理系統(tǒng)，將信息從主要區(qū)域的后續(xù)處理單元發(fā)送到中央處理過程的每個單元，綜合分析信息內容。負角保護針在使用過程中，需要對角度展開科學調整。

3.3自動重合閘的設置

我國目前現(xiàn)有的自動重合閘以單相裝置、三相裝置、綜合裝置和失活裝置這4種為主。在高壓輸電線路受到雷擊影響后，自動重合閘的繼電保護會立即開啟，實現(xiàn)雷擊段線路的閉合，以停電的方式來保障高壓輸電線路整體質量，確保其他路段電能的傳輸。高壓輸電線路遭受雷擊停電的概率很大，瞬時斷電和自動重合閘的瞬時鏈路技術有待改進，這需要專業(yè)人員繼續(xù)展開研究，以期優(yōu)化自動重合閘的技術水平，充分發(fā)揮其在工作中的優(yōu)勢，維持高壓輸電線路的安全運行。例如雙重自動重合閘的安裝：首先要保證設備類型、規(guī)格的一致性，盡可能在同一制造商處進購相關設備。雙重自動重合閘需要安裝在兩個獨立的保護裝置內，促使其正常運行。運行中，不需要開展過多的調試工作，操作人員只需對其中一個重合閘實施操作即可發(fā)揮出保護性能。對重合閘關聯(lián)設備實行調試時，除了要嚴格按照規(guī)定要求作業(yè)外，還需對變壓器設備展開深入處理，在低壓和高壓側分別安裝低壓電涌放電器，推動設備良好運行。最后，做好避雷器、桿塔及地面網(wǎng)絡的維護處理，利用絕緣架空線替換原有的裸導體，控制短路故障。

結束語

隨著高壓輸電線路覆蓋范圍的增加，對防雷保護的要求也越來越高。在高壓輸電線路設計中，設計人員應當根據(jù)地質環(huán)境、線路敷設要求等展開綜合分析與思考，選擇合適的線路防雷技術和設備，增強高壓輸電線路防雷保護效果，降低雷擊對高壓輸電線路帶來的影響，以期實現(xiàn)電能的穩(wěn)定傳輸，改進供電質量。

參考文獻：

[1]舒雅平.高壓輸電線路防雷中存在的問題及對策[J].中國新技術新產(chǎn)品，2019（21）：143-144.

[2]王茜雯.高壓輸電線路綜合防雷措施的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（8）：224.

[3]劉澤意.高壓輸電線路的防雷措施分析[J].決策探索（中），2019（2）：55.