基于輸電線路設計與運行中的防雷措施研析

【摘要】目前，作為重要能源的電力迅速發展，電網也迅速覆蓋全國。輸電線路是電力系統運行的關鍵，因此輸電線路的設計與規劃好壞關乎電力系統是否能夠高效持續地運行。同時輸電線路的防雷措施也是目前電力部門關注的焦點，雷電極大地危害著電力系統，給居民的生活帶來很大的影響，因此輸電線路安裝防雷設施十分有必要。本文首先從輸電線路的特點開始介紹，然后描述輸電線路的設計注意事項，最后對于輸電線路在運行中的防雷措施進行分析。

【關鍵詞】輸電線路；設計；防雷措施

輸電線路作為電力系統的重要支柱，它的作用在于可以將巨大的電能傳送到各個地區。輸電線路與電網的運行息息相關，只有輸電線路穩定運行，電網才能為四面八方的用戶提供穩定的電能。但是據統計，每年由于雷電所引發的的電力事故占我國電力系統各類事故的很大比例。因此，我們應該從輸電線路的設計出發探索避雷的有效措施，從技術上最大程度地減少雷害事故。

一、輸電線路的特點。

電力運輸的主要途徑是輸電線路，它的組成部分包括導線、桿塔、線路絕緣子、接地裝置。客觀條件下，由于輸電線一定會存在電阻，所以導線在傳送電能過程中通常會損耗一部分的電能。為了減少電能的運輸損耗，一般是將電力從發電廠輸出后通過升壓變壓器進行升壓，再通過斷路器等保護設備，最后再接入輸電線路，這種輸送方式使得輸電線路保持著高壓性。銜接我國通常運用的輸電線路有兩種，包括架空輸電線路和電纜線路。輸電線路分為直流輸電線路和交流輸電線路，與交流輸電線路相比，直流輸電線路對技術的要求標準更高，同時造價費用也更高，因此交流輸電線路在生活中更常見，占據輸電線路主要地位。

二、合理選擇輸電線路的路徑

在實際設計輸電線路中，從許多實際操作的經驗中總結出一些容易遭受雷擊的地段，也就是選擇性雷擊區，也稱易擊區。易擊區包括：（一）雷暴走廊，比如山區的風口還有順風的河谷與峽谷等處；（二）四周是山丘的潮濕盆地，例如輸電線路的桿塔附近存在湖泊、魚塘、沼澤地、水庫、森林或者灌木等等地方；（三）土壤中電阻率與其他地方不同的地區，比如巖石與地質斷層地帶和稻田的交界處等等地方；（四）地下有導電性礦的地面與地下水位很高處；（五）如果該地土壤的電阻率與其他地區一樣時，土層較好的地方和有植被的山丘，雷電比較容易擊中突出的山頂和山的向陽坡處。因此在設計的時候要盡量避免在這五大路徑設置輸電線路。

三、輸電線路設計過程中應注意的事項

（一）輸電種類的選擇

其選擇方式主要是根據該輸電線路的功能與用途，不同的用途運用不一樣的輸電種類，目前我國主要采用的是三相交流輸電。

（二）確定輸電線路的電壓大小

輸電線路電壓等級是根據輸電線路的總體造價和實際設計的要求來確定的。現階段我國的高壓線路電壓等級是35—220KV，超高壓輸電線路電壓等級是330KV—750KV，特高壓輸電線路的電壓等級在750KV以上，并且我國的高壓輸電線路與超高壓輸電線路的運用相比而言比較普遍而且技術也較為成熟。

（三）選擇路徑

在實際設計輸電線路過程中，搭設路徑的選擇十分重要，選擇好的、合理的路徑不僅能夠減小施工的難度與建設費用，另外也有利于輸電線路在后期穩定運行且防雷。因此，在實際設計操作過程中，需要精密地計算與測量路徑的費用、綜合考慮防雷因素，減小輸電線路的長度，當然這要求電力工作人員擁有專業化的技能。

（四）桿塔的選擇

第一點，桿塔作為輸電線路的支柱，起到支撐的作用，同時也只有桿塔需要占用土地。由于我國可用土地較少，所以合理設計桿塔的地點和結構可以減少電力系統對耕地與城市用地的占用面積。第二點，因為輸電線路在使用過程中需要進行日常地維護，所以一般情況下一條線路中盡可能利用型號相似的桿塔。同時通過以往許多的實踐表明鋼管塔一般運用在直線塔，角鋼塔則更加適宜運用到轉角塔中。

（五）環境因素

由于輸電線路在輸送電能的過程中會產生電磁效應，從而會發出電磁輻射，長此以往會影響到人們的身體和生活，另外輸電線路對線路的路徑有所要求且桿塔會占用一定土地，所以建設過程中會造成房屋拆遷、植被破壞、水土流失等影響環境的現象。因此，在輸電線路的設計過程中一定要考慮到環境因素。首先，電力部門需要評估該線路對環境的影響程度，比如地質災害評估、文物調查評估、地震安全性評估等等，經過一系列的安全、合理評估后再進行實施該線路。然后，需要采取一定的措施進行避讓，比如施工過程中避開一些重要地區（居民區和開發區等等）和地質條件差的地區以及容易發生地質災害的地區，遇到以上地區可以考慮重新選擇另一條線路。最后就是減少電磁輻射的設計，在規劃設計時要精密計算桿塔對地的距離、電氣絕緣配合、防雷措施，并且科學地按照設計的要求進行實施操作、建設。在建設完成后要定期對施工地區進行走訪，了解輸電線路是否對當地人民產生不良影響并進行改進和反饋。

四、避雷措施

（一）架設避雷線

避雷線是輸電線路避雷措施最直接、最基本、最有效的防范措施。其作用是防止雷電直擊導線，起到分流來減小電流，降低電位。避雷線的線路造價較低，一般不超過線路總造價的10%。一般而言，線路中電壓越高，那么采用架設避雷線的效果越顯著且避雷線的造價比例將更低。在我國，110KV線路通常要全線架設避雷線，220KV及以上電壓等級的是必須全線架設避雷線。

（二）減小桿塔接地的電阻

在搭設避雷線后，避雷線和塔腳的電阻可以協力合作，當發生雷擊時可以大大地降低電壓來防雷。這種避雷方式主要適用于110KV以上的混凝土桿和鐵塔線路，避雷的效果比較明顯有效。現階段，降低桿塔的接地電阻有幾種方法。第一種是適用接地電阻降阻劑，操作是在接地極四周放上降阻劑，其原理是增加了接地極的面積來降低接地電阻。降阻劑是一種化學物質，具有導電性，不易隨地下水與雨水的沖刷而流失。這種方式目前比較普及。第二種方式是運用爆破接地技術，用爆破制裂后，用壓力機將低電阻率的材料壓入裂隙中來改變土壤的導電性。第三種是運用多支外引式接地裝置，適用于接地裝置周圍有導電強而且不凍的水源。第四種是采取伸長水平接地體，原理是接地體長度越大，電感也愈大，因此沖擊系數將變大，但是接地體的長度到了一定長度后再加長就沒有作用了，即使增加長度也降低不了沖擊接地的電阻。

（三）裝置線路避雷器

其原理是當發生雷擊時，電流的分流會發生改變，其中一部分電流從避雷線傳入相鄰桿塔，另一部分就通過塔體進入大地，一旦雷電的電流過大，超過極值就會由避雷器進行分流，而且是一大部分通過避雷器進行分流傳到相鄰桿塔。另外，輸電線路的避雷器有良好的鉗電位作用，這一特點是線路避雷器進行避雷的顯著作用。

五、結語

由于我國電力分布的不均衡，為確保國民經濟均衡發展，一直以來我國十分關注和重視輸電線路的建設。為了加快我國電力事業穩定迅速發展，輸電線路的設計必須要全面考慮各種因素，保證輸電線路安全、可靠、穩定、長期運行同時做好避雷設施。

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