輸電線路差異化防雷技術(shù)與策略思考

楊先紅

摘要：國家經(jīng)濟發(fā)展離不開電能支持，只有在電網(wǎng)安全運行狀況下才能夠營造穩(wěn)定社會基礎(chǔ)。當前電網(wǎng)受到各種自然災害危害，以雷電危害為主，因此各種電網(wǎng)防雷技術(shù)出現(xiàn)了，輸電線路差異化防雷技術(shù)就是其中一種，輸電線路差異化防雷技術(shù)主要根據(jù)輸電線路實際結(jié)構(gòu)配置展開防雷，根據(jù)不同情況可制定出多種防雷策略。

關(guān)鍵詞：輸電線路;差異化防雷技術(shù);策略

引言

輸電線路在整個電網(wǎng)中極其的重要，一旦受到雷擊就會直接影響到城市的整個線路的運行，帶來很大的安全隱患。由于輸電線路大多都裸露在空氣中，極易受到環(huán)境和人為的損害，雷雨來臨之際總是會有大型的雷電事故和經(jīng)濟折損，因此，電力施工隊著重實施防雷舉措，力圖將雷電的發(fā)生概率降到最低。

一、輸電線路概念及雷電破壞原理概述

輸電的概念為變壓器將發(fā)電機中發(fā)出來的電能升壓后，經(jīng)過斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路的過程。整體的輸電線路可以分為兩種類型，一類為架空輸電線路，一類為電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、絕緣子、導線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)架而成。按照輸送電流的性質(zhì)分為直流輸電和交流輸電。

高壓輸電線路故障的最大的自然因素之一是雷電。浪費能源資源時同時會發(fā)生故障，導致整個現(xiàn)代電力系統(tǒng)受損。眾所周知，雷電活動能產(chǎn)生熱電效應和磁場效應強度，會產(chǎn)生很強的機械損傷，在高壓輸電線路暴露的荒野特別容易受到電磁輻射的影響，對我們而言會造成很大危害和損失。當前電子設(shè)備集成的電壓非常高，它們被廣泛應用于電力系統(tǒng)的運行中。高度集成的電子設(shè)備受雷電電磁脈沖影響非常敏感的。當輸電線路雷擊過后，電磁波會超載，由于集成電路的高靈敏度性，變電站運行設(shè)備引線損壞感應敏感器件，這就會使電源監(jiān)控系統(tǒng)保護設(shè)備產(chǎn)生跳閘，輸電設(shè)備就會造成錯誤操作。對現(xiàn)在變電站輸電網(wǎng)絡產(chǎn)生巨大破壞。輸電線路被雷擊也被稱為大氣的過壓，分為直接雷擊過壓和雷電感應壓兩種類型。其原因是當放電雷電產(chǎn)生過壓時，以放電線桿為載體，引線絕緣被擊穿。通過建立雷電放電通道，異構(gòu)電荷引起的電荷和地球交換引起的電荷在云中，所以它被雷電擊中的和接地的裝置還是完好的。當輸電線路雷電感應電壓達到400kV，絕緣電壓值在35kV歲以下會造成很大的威脅，雷電對110kV及以上的線路絕緣并沒有多大的威脅。

二、輸電線路差異化防雷技術(shù)應用策略

（一）根據(jù)電壓等級的不同架設(shè)避雷線

輸電線路的防雷，應根據(jù)線路的電壓等級、負荷性質(zhì)和系統(tǒng)運行方式，并結(jié)合當?shù)氐貐^(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特征和土壤中電阻率的大小等實況，再比較經(jīng)濟技術(shù)，選擇合理有效的防雷方式。35kV線路不適合全線裝配避雷線，通常在變電所進線的那段裝配1～2km的避雷線，同時在雷電比較活躍的地區(qū)裝配避雷線，或安裝相關(guān)的避雷器。110kV線路的全線都應該裝配避雷線，在山區(qū)中就應選取雙避雷線;然而對于雷電活動較少的地段，可以不裝配避雷線。220kV線路的全線都應該裝配避雷線，應選取雙避雷線。而對于裝配避雷線的輸電線路，應該專注桿塔上的避雷線對邊導線的保護角，一般采用20°～30°的保護角，并同時還應做好桿塔的接地。按照不同的土壤電阻率，設(shè)置不同的桿塔的工頻接地電阻。對于35kV線路裝配的金屬氧化物避雷器的一些技術(shù)參數(shù)，通常應滿足以下條件：一是持續(xù)運行電壓（有效值）不小于40.8kV;二是額定電壓（有效值）不小于51kV;三是直流1mA參考電壓不小于73kV（范圍在73～74kV之間）;四是標準放電電流5kA等級下殘壓（峰值）不大于：雷電沖擊134kV操作沖擊114kV、陡波沖擊154kV。五是2000μs方波電流（峰值）200A。六是對絕緣配置，根據(jù)線路污穢等級要求確定。

（二）加強對防雷設(shè)備、設(shè)施的定期巡視

架空輸電線路的防雷設(shè)備大多都位于野外，經(jīng)常遭受等外力破壞，這其中有人為（如盜竊）的因素也有自然的因素。因此，只有加強對防雷設(shè)備的巡視檢查，及時掌握其運行狀態(tài)，才能使防雷設(shè)備真正地起到防雷的效果。在對防雷設(shè)備的檢查巡視中：要注意觀察避雷線、接地引下線、接地引上板、連接金具間的連接、固定以及銹蝕情況;接地線引下線是否有斷股、斷線的情況;對運行時間長、實測接地電阻有達不到要求的，可以對地網(wǎng)進行開挖檢查，看其是否嚴重銹蝕、埋入地下部分有無外露、丟失，以確保各部分都接觸良好方可。

（三）增加絕緣強度

由于高塔落雷時產(chǎn)生的感應電壓很大、塔頂電位較高，所以雷擊一般都非常嚴重，可以在雷擊較多的線路中增加絕緣片來增加地線和跨檔導線間的距離，從而提高線路具有的耐雷性。但此種做法會造成整條線路絕緣水平不平衡，在遭受雷擊時其他絕緣子片數(shù)較少地段可能會因為雷電的影響造成絕緣子擊穿事故，因此為進一步減少雷電的傷害，可以全線絕緣子片數(shù)都增加相同片數(shù)，增加全線的耐雷性。

（四）合理選擇線路路徑與裝設(shè)避雷器

通過許多線路運行經(jīng)驗表示，輸電線路的遭雷擊部位大都集中于線路中的某段區(qū)域。因此，在設(shè)計過程中若能夠躲避這些易擊區(qū)或進行線路的加強、保護，就能有效的防止雷害事故的發(fā)生。易遭受雷擊的地段主要有：山區(qū)風口、順風峽谷、河谷等。潮濕盆地，如鐵塔周圍有水庫、沼澤地、魚塘、灌木等。土壤電阻率突變地帶，比如演示與土壤交界處，地質(zhì)斷層地帶以及小河山谷等處。地下水位較高或地下有導電性礦地面等。安裝避雷器后，能使由于雷擊產(chǎn)生的電壓高于一定幅值時產(chǎn)生動作，為雷電流提供低阻抗通路，把雷電泄放至大地，能夠有效的抑制電壓升高，確保線路和設(shè)備的安全。

（五）輸電線路雷擊閃絡風險評估

輸電線路雷擊閃絡風險評估是輸電線路安裝差異輸防雷措施的關(guān)鍵因素之一，有效地評估輸閃絡風險，才能更加準確的評估輸電線路耐雷擊程度。進行輸電線路雷擊閃絡風險評估主要對輸電線設(shè)計、特點、桿塔結(jié)構(gòu)等方面進行考慮，對每個基桿塔的耐雷性能進行評估。另外，對當?shù)乩纂娀顒忧闆r進行評估也是必要的，通過桿塔所在區(qū)域的雷電活動特征、頻繁程度、地形、絕緣配置等，對雷擊程度進行評估，將每個基桿塔耐雷性能評估結(jié)果和雷擊程度評估結(jié)果結(jié)合在一起，最終確定輸電線路雷擊閃絡風險評估。

（六）減小桿塔接地電阻以降低反擊率

接地面的選取應綜合考慮環(huán)境和變電站輸出等情況，選取合適地面作為接地區(qū)域出于經(jīng)濟上的考慮，過多的接地保護是一種經(jīng)濟上的浪費。其實只要接地面選取合理，選取中還應注意減小桿塔接地電阻，在一定程度上，這樣可以降低桿塔在遭遇雷電流反擊后，桿塔出現(xiàn)的高電位，從而降低線路跳閘率，若電網(wǎng)接地電阻過大需采取相應措施降低其阻值。

結(jié)束語

總而言之，我國電力系統(tǒng)中，輸電線路占據(jù)著重要的位置。但是，由于受到不良因素的影響，比較典型的代表就是雷擊，導致輸電線路在架設(shè)的過程中存在許多問題，為了能夠確保輸電線路可以安全的運行，需要相關(guān)部門做好防雷的措施。差異化防雷技術(shù)根據(jù)地形以及雷電活動等特點進行了分析和研究，在輸電線路架設(shè)過程中起到積極的作用。因此，在輸電線路實施差異化防雷技術(shù)，對抵御雷擊具有顯著的效果，值得廣泛應用。

參考文獻

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