討論輸電線路的防雷技術(shù)與維護措施

張捷

摘要：輸電線路的安全運行對于供電可靠性和整個電網(wǎng)穩(wěn)定運行都有著很大的影響，由于輸電線路常年暴露在野外，有很大的概率遭受雷擊，造成線路跳閘和損壞輸電設(shè)備。嚴重情況下雷擊事件也很容易引來火災(zāi)事件，將威脅到附近居民的生命和財產(chǎn)安全。因此，研究輸電線路的防雷策略以及日常的維護措施，已經(jīng)成為運行技術(shù)人員急需攻克的一個難題，本文以此為主題，分析輸電線路防雷技術(shù)與維護措施，確保輸電線路安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷;預(yù)防;維護

1輸電線路雷擊危害

輸電線路最常見的三種雷擊方式：感應(yīng)雷、直擊雷以及球形雷等。其中，相對于球形雷而言，感應(yīng)雷、直擊雷對于線路的影響要大得多。如果遇到了感應(yīng)雷，由于帶電的云將會和帶電導(dǎo)線之間形成電磁感應(yīng)，線路及其與之相連的輸電設(shè)備將會產(chǎn)生強烈的電磁場變化，同時線路內(nèi)部將會形成感應(yīng)電荷——感應(yīng)電壓——感應(yīng)電流，一旦形成的感應(yīng)過電壓超過了電力設(shè)備的安全值，容易產(chǎn)生擊穿，迅速破壞輸電線路上的設(shè)備，導(dǎo)致其出現(xiàn)短路、火花等情況。如果遇到直擊雷，與感應(yīng)雷類似，也會直接導(dǎo)致輸電線路跳閘，嚴重會造成同塔多回線路同跳的情況出現(xiàn)，電力供應(yīng)中斷，影響用戶的供電可靠性，因此對于運行技術(shù)人員而言，如何采取行之有效的輸電線路防雷措施，是一個亟待解決的問題。

2輸電線路預(yù)防雷擊策略分析

通過太原近幾年輸電線路遭受雷擊的故障分析，主要原因有：（1）輸電線路處于雷電活動劇烈區(qū)域。（2）輸電線路大多都是處于露天的自然環(huán)境中，尤其是一些地勢比較高或者是一些地勢比較裸露的地區(qū)，非常容易受到雷擊的影響。（3）輸電線路架設(shè)過程中技術(shù)參數(shù)不合理。（4）線路桿塔接地電阻值不滿足設(shè)計要求。（5）沒有采取有針對性的防雷保護措施。

2.1減小桿塔接地電阻及安裝線路避雷器

如果輸電線路位于海拔比較高，雷擊情況頻發(fā)的區(qū)域，要盡可能的防止線路絕緣子閃絡(luò)，可以通過安裝線路避雷器來避免，目前針對這種情況，市面上有專用的金屬氧化物避雷器，相對于傳統(tǒng)的避雷器而言，能夠更有效的針對雷電直擊、絕緣子閃絡(luò)等問題，另外避雷器安裝的位置也需要多方面考慮。如果某些線路由于客觀因素特別容易遭受雷擊，可以增設(shè)避雷線，通過減小單避雷線的保護角，提高其保護功能，必須要注意的是：避雷線必須接地，接地能夠有效防止雷電的反擊，防雷效果顯著提升。降低桿塔接地電阻的方法主要有：（1）充分利用架空線路的自然接地。（2）外引接地裝置。（3）深埋式接地極。（4）填充電阻率低的物質(zhì)。（5）爆破接地技術(shù)。

2.2架設(shè)耦合地線

如果輸電線路本身位于雷擊比較頻繁的區(qū)域，同時很難將雷擊時的電阻減小，那么我們通常會架設(shè)一根架空地線放在輸電線路下方，這根架空地線叫做耦合地線，它的主要功效就是加強避雷線與輸電導(dǎo)線之間的耦合作用。這樣做的原理就是削弱輸電線路絕緣子上的過電壓，更快的將電壓進行分流。目前已經(jīng)有實驗室的數(shù)據(jù)表明：通過增設(shè)耦合地線，能夠至少降低50%的線路跳閘率。如此一來避雷線和輸電線之間的耦合系數(shù)得到大幅度的提升，雷擊電流從桿塔雙邊迅速分流，有效提高輸電線路的耐雷擊能力。

2.3加強線路絕緣

在輸電線路跨度比較大，位置比較特殊的地方，遭受雷擊的可能性將會成倍增加。例如輸電線路需要架設(shè)在江河兩邊，或者需要跨越高山，這就要建設(shè)特別的高桿塔才能滿足設(shè)計規(guī)范和運行規(guī)程，由于這種情況下線路的等值電感會比較大，同時塔頂本身的電位與繞擊率都很高，因此出現(xiàn)雷擊概率比平常要高得多，跳閘率也比較高。在做避雷處理時，首先在高桿塔上增加絕緣子的片數(shù)，盡可能地提升大跨越檔距地線，即想辦法使導(dǎo)線之間的距離變大，如此一來線路絕緣性能就能得到顯著的提升。一般大跨越桿塔的高度大于40m，那么只要特高桿塔的高度每提升10m，就需要多加裝一片絕緣子，一般而言，全國只要超過100m桿塔，絕緣子片數(shù)一般都會由專人根據(jù)特定的預(yù)算規(guī)則來進行計算，并確定為中性點經(jīng)消弧線圈接地方法。而輸電線路假設(shè)在雷電活動頻繁、接地電阻降低難度大的地方，110kV以上的電網(wǎng)可以考慮把中性點直接接地轉(zhuǎn)變成經(jīng)消弧線圈接地，這樣一來大部分單相雷閃接地故障可以自動消除，規(guī)避大部分的風(fēng)險。對于二相、三相落雷來說，因為先對地閃絡(luò)一相可以作為一條避雷線，會讓耦合作用變得更加明顯，減小了沒有閃絡(luò)相的絕緣子上的電壓，讓其擁有更強的耐雷水平。

2.4裝設(shè)自動重合閘

遭遇雷擊后，輸電線路短暫性失去絕緣性能，但其基本性質(zhì)并未受到雷擊的影響，輸電線路重合閘動作成功后，所有性能恢復(fù)正常。因此，安裝自動重合閘裝置，能夠在雷雨天氣表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。目前而言，110kV及以上輸電線路應(yīng)用重合閘具有七至九成的成功率，35kV及以下線路應(yīng)用重合閘的成功率在五至八成左右。可見，重合閘的應(yīng)用十分重要，應(yīng)預(yù)先裝好重合閘裝置，并對其參數(shù)預(yù)設(shè)好。

2.5線路交叉部分防雷保護

線路交叉時，空氣具有微弱傳導(dǎo)作用使絕緣并非處于絕對狀態(tài)。遭遇雷擊后，絕緣性差的部位就會閃絡(luò)，致使交叉的兩線均跳閘。此時，輸電線路保護裝置自動斷開，容易發(fā)生電力系統(tǒng)故障。這種跳閘如果發(fā)生在有電壓差的兩回高壓線上，往往會導(dǎo)致低電網(wǎng)設(shè)備燒毀。特別是輸電線路與通信線路交叉時，閃絡(luò)的結(jié)果往往是致命的。因此，一定要在有交叉的線路處做好防雷措施。

交叉部位的設(shè)定一定要靠近桿塔，并進行可靠接地，接地電阻值要按照規(guī)程標準進行選用。當有絕緣性木質(zhì)材料存在時，要設(shè)計好避雷裝置和間隙，桿塔與交叉點距離控制在40m范圍內(nèi)。臨近桿塔也要做好避雷保護，而且要按照國家出臺的規(guī)范數(shù)據(jù)標準設(shè)置交叉距離，交叉檔無須進行保護。

3輸電線路維護措施

為了保證安全可靠的用電，輸電線路同樣需要進行維護和保護。電力企業(yè)要從日常細微處抓起，對輸電線路做好調(diào)研與狀態(tài)普查，掌握第一手材料和數(shù)據(jù)。在輸電線路施工時，要做好實地考查，結(jié)合地區(qū)的環(huán)境條件和地理條件，科學(xué)設(shè)計輸電線路，避開雷擊區(qū)域，做好線路保護措施。山區(qū)地方要特別重視，做好準備工作，一氣呵成，不留后患。

如果輸電線路已經(jīng)完工并投運使用，需要根據(jù)本地區(qū)的的雷電特點和地形特征，有針對性地進行防雷措施部署。對線路要做好日常維護，結(jié)合線路實際現(xiàn)狀進行具體問題具體解決，維護要仔細、認真、到位、全覆蓋。對特殊地點要縮短檢查周期，增加檢查頻率，清理雜物，做好防雷保護。一旦發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備出現(xiàn)絕緣問題或疑似有絕緣問題時，要將避雷針虛擬高度進行提升，將可能發(fā)生的雷擊引流入地，防止“側(cè)擊”問題的發(fā)生。

4結(jié)束語

總之，雷擊具有不確定性和位置不固定性，人工干預(yù)能力有限，無法實現(xiàn)百分之百有效控制，對輸電線路故障的分析具有一定的難度，雷擊很難進行全方位的防范，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性和高效性。因此，根據(jù)輸電線路鋪設(shè)的區(qū)域特征，結(jié)合氣候變化和雷雨天氣規(guī)律，對輸電線路做好防雷設(shè)計，使防雷裝置能夠有效保護輸電線路。同時，要做好日常維護，掌握輸電線路運行情況的第一手材料，快速定位，快速修復(fù)，保證電力供應(yīng)的高效與穩(wěn)定。

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