輸電線路差異化防雷技術與策略思考

楊先紅

摘要：國家經濟發展離不開電能支持，只有在電網安全運行狀況下才能夠營造穩定社會基礎。當前電網受到各種自然災害危害，以雷電危害為主，因此各種電網防雷技術出現了，輸電線路差異化防雷技術就是其中一種，輸電線路差異化防雷技術主要根據輸電線路實際結構配置展開防雷，根據不同情況可制定出多種防雷策略。

關鍵詞：輸電線路;差異化防雷技術;策略

引言

輸電線路在整個電網中極其的重要，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電機中發出來的電能升壓后，經過斷路器等控制設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、接地裝置等構架而成。按照輸送電流的性質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生故障，導致整個現代電力系統受損。眾所周知，雷電活動能產生熱電效應和磁場效應強度，會產生很強的機械損傷，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。當前電子設備集成的電壓非常高，它們被廣泛應用于電力系統的運行中。高度集成的電子設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，變電站運行設備引線損壞感應敏感器件，這就會使電源監控系統保護設備產生跳閘，輸電設備就會造成錯誤操作。對現在變電站輸電網絡產生巨大破壞。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應用策略

（一）根據電壓等級的不同架設避雷線

輸電線路的防雷，應根據線路的電壓等級、負荷性質和系統運行方式，并結合當地地區雷電活動的強弱、地形地貌特征和土壤中電阻率的大小等實況，再比較經濟技術，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裝配避雷線，或安裝相關的避雷器。110kV線路的全線都應該裝配避雷線，在山區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參數，通常應滿足以下條件：一是持續運行電壓（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，根據線路污穢等級要求確定。

（二）加強對防雷設備、設施的定期巡視

架空輸電線路的防雷設備大多都位于野外，經常遭受等外力破壞，這其中有人為（如盜竊）的因素也有自然的因素。因此，只有加強對防雷設備的巡視檢查，及時掌握其運行狀態，才能使防雷設備真正地起到防雷的效果。在對防雷設備的檢查巡視中：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都增加相同片數，增加全線的耐雷性。

（四）合理選擇線路路徑與裝設避雷器

通過許多線路運行經驗表示，輸電線路的遭雷擊部位大都集中于線路中的某段區域。因此，在設計過程中若能夠躲避這些易擊區或進行線路的加強、保護，就能有效的防止雷害事故的發生。易遭受雷擊的地段主要有：山區風口、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，能使由于雷擊產生的電壓高于一定幅值時產生動作，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計、特點、桿塔結構等方面進行考慮，對每個基桿塔的耐雷性能進行評估。另外，對當地雷電活動情況進行評估也是必要的，通過桿塔所在區域的雷電活動特征、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果和雷擊程度評估結果結合在一起，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境和變電站輸出等情況，選取合適地面作為接地區域出于經濟上的考慮，過多的接地保護是一種經濟上的浪費。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，桿塔出現的高電位，從而降低線路跳閘率，若電網接地電阻過大需采取相應措施降低其阻值。

結束語

總而言之，我國電力系統中，輸電線路占據著重要的位置。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，需要相關部門做好防雷的措施。差異化防雷技術根據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，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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