高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合初探

張翔

摘 ? ?要：電力的作用主要體現(xiàn)在推動經(jīng)濟發(fā)展和保障居民生活的方面，雷電事故給電力輸送在安全性方面帶來的危害不容小覷。本文首先敘述了雷擊的危害和目標，接下來又結合實際情況，提出了高壓輸電線路適用的防雷保護措施，例如，架設避雷線、將桿塔接地的電阻進行降低，最后圍繞著“防雷保護措施所適用的絕緣配合”展開了探究，供有關人員參考。

關鍵詞：高壓輸電線路;防雷保護;絕緣配合

中圖分類號：TM862 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0058-02

引 言

在諸多的自然災害中，雷電給高壓輸電線路帶來的影響，往往十分嚴重，這是高壓輸電線路所特有的性質決定的，發(fā)生雷電事故后，不僅會引起大面積的停電，還會給人們的生命、財產(chǎn)安全帶來威脅，因此，防雷保護和絕緣配合對高壓輸電線路而言，具有十分重要的作用，只有對有關工作引起重視并加以落實，才能保證輸電線路始終處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，電網(wǎng)運行的安全性自然也會隨之提升，由此可以看出，本文所探究內容具有突出的現(xiàn)實意義。

1 ?雷擊的危害和目標

1.1 ?雷擊的危害

雷擊指的是通過帶電云層與帶異種電荷云層并進行迅猛放電所產(chǎn)生的閃電和巨大聲音，危害主要體現(xiàn)在三個方面：①雷擊較易導致嚴重的經(jīng)濟損失。雖然在大多數(shù)情況下，遭受雷電的直接襲擊，不會導致高壓輸電線路面臨著嚴重的經(jīng)濟損失，但是雷擊帶來的間接損失往往難以估計;②雷擊的范圍與面積正在逐漸增加。受傳統(tǒng)觀念影響，人們普遍認為雷擊涉及的范圍僅僅局限于建筑和電力領域，調查結果表明，現(xiàn)階段，受災范圍已經(jīng)由上述領域向計算機、金融證券等領域擴展;③雷擊正在由傳統(tǒng)的閃電直擊、過電壓波傳輸，向空間閃電所對應脈沖電磁場進行轉變，也就是說，雷擊正在由二位空間向三維空間入侵，由此而造成的傷害和損失難以估計[1]。

1.2 ?雷擊的目標

較易遭到雷擊的地點有以下幾個：土壤電阻率存在明顯差別的交界地段;稻田和山坡的交界地段;下水位較高或是湖沼等具有較小電阻率的地段。較易遭到雷擊的建筑則滿足以下特點：①位于曠野的獨立建筑;②水塔、高樓、電視塔等建筑，這些建筑的高度普遍較高;③存在較多金屬設備的廠房;其四，用來對廢氣、導電塵埃進行排出的管道或是廠房。

2 ?高壓輸電線路適用的防雷保護措施

2.1 ?避雷線的架設

作為諸多防雷保護措施中較為常見的一種，架設避雷線的作用主要是防護雷電直擊給高壓輸電線路帶來的危害，從而達到防雷保護的效果，在對避雷線進行架設時，工作人員應當將避雷線與導線間的保護角固定在特定的數(shù)值范圍內。另外，研究表明，架設避雷線的作用還體現(xiàn)在降低塔頂電位和減少閃絡次數(shù)的方面，這樣做能夠使線路絕緣子串電壓、導線感應電壓有所降低，使屏蔽導線的目標成為現(xiàn)實。通過實踐能夠發(fā)現(xiàn)，與低壓輸電線路相比，高壓輸電線路通過架設避雷線的方式，所取得的防雷保護效果往往更加突出。

2.2 ?防雷元器件的安裝

2.2.1 ?設計理念

通過對我國電力部門近幾年較常應用的防雷產(chǎn)品進行分類和歸納能夠發(fā)現(xiàn)，絕緣線路復合柱式氧化鋅防雷絕緣子的應用頻率相對較高，該防雷產(chǎn)品在應用過程中也發(fā)揮了較為突出的作用，絕緣導線由于遭受雷擊而出現(xiàn)斷線的情況與之前相比明顯減少，但是運行故障仍舊存在，例如，遭受到較強的雷擊后，存在絕緣子內部的氣體發(fā)生急劇膨脹，進而導致環(huán)氧筒被破壞，在日常檢查的過程中，工作人員又較難發(fā)現(xiàn)上述故障的存在。因此，從配電網(wǎng)、客戶群體所提出的需求出發(fā)，有關人員成功研制出了防爆防雷防斷線的支柱絕緣子，該產(chǎn)品集避雷器和支柱絕緣子所具有的功能于一體，這從側面表明其不僅具備優(yōu)異的彎曲、機械負荷能力，還具備與避雷器相同的防雷保護作用，實踐表明，將防爆防雷防斷線的支柱絕緣子投入應用，能夠在最大程度上提升高壓配電線路在運行過程中具有的安全性[2]。

2.2.2 ?安裝要點

防雷元器件的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下方面：①由于電阻片無需承受長時間的工頻續(xù)流，因此，老化速度減慢、使用壽命延長，高壓輸電線路具有的安全性自然隨之提升;②高強度環(huán)氧筒的作用主要是強化自身負荷彎曲的能力，保證機械負載能力與普通的絕緣子持平，這樣做，能夠使避雷器與絕緣子所具有功能融為一體的目標得到實現(xiàn)，在提升高壓輸電線路美觀性的基礎上，減少防雷成本;接下來，工作人員在安裝防雷元器件時，無需將絕緣導線外部絕緣層剝開，內部金屬導線也就不會受到雨水的腐蝕;③從實際需求出發(fā)，對防護帽裝置進行合理應用，能夠起到省時省力的效果。除此之外，引弧棒還可以具有指示故障的作用，這是因為引弧棒上裝有反光膜，即使在可視度較低的夜里，工作人員也能夠對其進行觀察。在安裝防雷元器件時，以下內容需要工作人員引起重視：①在條件允許的情況下，工作人員可以利用頂部綁扎法對電纜進行固定，然后將保護卡罩分別壓入相應的上端卡口;②安裝防雷元器件的過程中，工作人員無需將絕緣導線外部絕緣層剝開;③工作人員在對支柱絕緣子進行安裝時，應當盡量避免粗糙、堅硬物件將硅橡膠傘群外部保護套劃傷的情況出現(xiàn)，正常情況下，包裝箱開箱工作，應當在安裝現(xiàn)場完成;其四，只有將防雷元器件與地相接，才能保證其在防雷保護方面具有的作用得到應有的發(fā)揮。

2.3 ?線路避雷器的安裝

在高壓輸電線路及桿塔上對線路避雷器進行安裝（如圖1），能夠使雷電經(jīng)過避雷針向地下、相鄰桿塔進行傳入，雷電流自然會被引向較為廣闊的區(qū)域，由于雷電過于集中，導致高壓輸電線路出現(xiàn)故障的情況，因此而得到有效解決。在特定的條件下，線路避雷器能夠分流超過安全值的雷電流，將大部分雷電流傳入到導線和相鄰桿塔，減輕過電壓可能給桿塔帶來的危害。在分流雷電流時，導線間存在的電磁感應，往往能夠以導線和避雷線為依托，產(chǎn)生能夠上升導線電位、降低電位差的耦合分量，絕緣子串較易出現(xiàn)的閃絡現(xiàn)象隨之消除，出現(xiàn)跳閘問題的幾率有所下降。

2.4 ?將桿塔接地的電阻進行降低

桿塔接地電阻給處于運行狀態(tài)下的高壓輸電下路具有的安全性帶來的影響往往十分直觀，一旦出現(xiàn)接地電阻過大的情況，遭受到雷擊的高壓輸電線路，其塔頂電位就會被拉升，隨著線路和塔頂電位差值的不斷加大，閃絡、跳閘問題隨之出現(xiàn)。如果將桿塔進行科學、有效的接地，雷擊所產(chǎn)生電流的大部分都會被疏散到地下，高壓輸電線路具有的安全性自然得到保證，由此可見，將桿塔接地的電阻進行降低，不僅可以強化高壓輸電線路具有的耐雷水平，還能夠使跳閘率得到有效降低[3]。可能影響電阻率的因素，不僅包括電阻設備還包括接線區(qū)域土壤的電阻率，因此，在確定接線區(qū)域時，工作人員應避開多石、高山等具有較高電阻率的區(qū)域，如果無法避免，則需要根據(jù)實際情況，增加埋設深度。

3 ?防雷保護措施所適用的絕緣配合

絕緣配合在減少雷擊危害方面，同樣具有十分重要的作用。首先應當明確什么是“絕緣配合”，絕緣配合指的是從設備所處環(huán)境和具體應用出發(fā)，對其電氣絕緣特性加以選擇，為電氣設備具有的絕緣水平提高保證。對高壓輸電線路而言，絕緣配合指的是解決實際工程存在的諸多問題，例如，線路桿塔間隙放電、導線的相互配合與絕緣選擇。施工前期，工作人員應當從以下角度出發(fā)，對絕緣配合加以考慮：①導線對地絕緣配合。以操作過電壓、雷電過電壓所提出的要求為依據(jù)，將導線對其間隔距離的最小允許值進行確定，該法同樣適用于對導線和被跨越物的間隔距離的最小允許值進行確定;②導線與避雷線間的絕緣配合。以雷電過電壓為依據(jù)，將避雷線和檔距中央導線間存在的氣隙距離進行確定;接下來，不同相導線間的絕緣配合。以正常運行的導線振蕩和電壓并計情況為依據(jù)，對不同相導線所對應間隔距離的最小值加以確定;③導線與桿塔間的絕緣配合。以工頻電壓、操作過電壓和雷電過電壓為依據(jù)，對絕緣子的型號和片數(shù)加以確定，在風速相同的條件下，將導線和桿塔間存在的氣隙距離進行確定。

4 ?結 論

綜上所述，由于我國地質、氣候和地形均復雜多樣，因此，在對高壓輸電線路進行鋪設時，工作人員需要做到因地制宜，設計高壓輸電線路時，從所在地區(qū)的氣候特征出發(fā)，著重統(tǒng)計并分析發(fā)生雷電災害的幾率，在此基礎上，與電力需求相結合，完成線路防雷等級的經(jīng)濟、技術分析工作，只有做到這幾點，才能夠保證高壓輸電線路在運行過程中具備良好的安全性，希望文中討論的內容可以在某些方面給工作人員以啟發(fā)，為電力的高質量輸送提供幫助。

參考文獻

[1]向永康.分析高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合[J].通訊世界，2018（09）：143～144.

[2]李艷飛.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探究[J].無線互聯(lián)科技，2017（19）：8～9.

[3]吳水清.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探討[J].科學之友，2013（10）：41～42.

收稿日期：2018-12-3

作者簡介：張 翔（1991-），男，漢族，湖南郴州人，助理工程師，本科，主要從事輸電線路設計工作。