關(guān)于輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

阮威 羅繼紅

【摘 要】防雷措施改造升級(jí)能夠有效提高輸電線路防雷能力，對(duì)輸電線路防雷措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，能夠有效減少對(duì)防雷改造工程的投入，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。防雷措施是輸電線路運(yùn)行中一項(xiàng)重要的保護(hù)措施，對(duì)輸電線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。文章對(duì)輸電線路防雷技術(shù)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀和防雷措施進(jìn)行分析，并論述其經(jīng)濟(jì)性，以期合理選擇防雷措施。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；綜合防雷措施；經(jīng)濟(jì)性

近幾年，輸電線路受帶帶雷電影響出現(xiàn)的故障仍然占很大比重，由于雷擊閃絡(luò)后會(huì)產(chǎn)生工頻續(xù)流，絕緣子會(huì)遭到嚴(yán)重破壞，影響線路安全，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，雖然輸電線路防雷措施種類越來越多，但是不同措施的適用條件、成本和作用不同，因此，如何正確選擇合理的防雷措施，是當(dāng)前輸電線路防雷工作的重點(diǎn)，對(duì)防雷措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析具有重要意義。

一、輸電線路綜合防雷技術(shù)經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)狀

近幾年，輸電線路迅速發(fā)展，相關(guān)輸電線路走廊嚴(yán)重緊缺，再加上交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，高桿塔數(shù)量逐漸增多，在一定程度上，增加了輸電線路受到雷電影響的概率，同時(shí)，目前我國(guó)仍然沒有落實(shí)合理的措施，提高輸電線路防雷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，例如，輸電線路絕緣技術(shù)存在一定浪費(fèi)。此外，很多地區(qū)在對(duì)輸電線路防雷問題進(jìn)行改善過程中，依然使用傳統(tǒng)的粗放式改造方法，這一方式?jīng)]有針對(duì)輸電線路受到雷擊的特點(diǎn)進(jìn)行研究，也沒有對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行考慮，所以其在實(shí)施的過程中效果相對(duì)較差，這就需要進(jìn)行二次施工，造成了巨大的人力資源與物力資源浪費(fèi)。為此，在輸電線路防雷施工中，要做好經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，在提輸電線路防雷水平的基礎(chǔ)上，提高經(jīng)濟(jì)性。

二、綜合防雷措施在輸電線路中的應(yīng)用

（一）控制地保護(hù)角

地保護(hù)角的角度決定了桿塔的設(shè)置位置，從客觀角度分析，其位置影響桿塔受雷擊程度，進(jìn)而影響輸電線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，因此，通過控制地保護(hù)角的方式，可以有效減少雷擊對(duì)輸電線路的影響。控制地保護(hù)角通常對(duì)較小的地保護(hù)角角度進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)輸電線路減少雷擊影響的目的。地保護(hù)角的控制措施，首先應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境和輸電線路施工方案要求，科學(xué)規(guī)劃桿塔，以滿足實(shí)際需要和輸電線路鋪設(shè)要求，一般利用安裝藕合地線技術(shù)實(shí)現(xiàn)線路輸送對(duì)桿塔的處理。藕合地線主要是指利用鋪設(shè)地線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線對(duì)雷擊電流量的科學(xué)引導(dǎo)，從而減少輸電線路的電壓，有效預(yù)防輸電線路雷擊跳閘現(xiàn)象。

（二）架設(shè)避雷線

輸電線路綜合防雷技術(shù)措施中，架設(shè)避雷線應(yīng)用較為廣泛，同時(shí)也是一種最基本并且十分有效的輸電線路保護(hù)措施。避雷線可以屏蔽相導(dǎo)線直接攔截雷擊，并將雷電電流泄入大地的架空導(dǎo)線。避雷線布置在基桿塔處接地，在檔距中每?jī)筛芾拙€組成閉合回路，并通過把避雷線經(jīng)過一個(gè)小間隙的方式達(dá)到對(duì)地絕緣的目的。輸電線路在架設(shè)避雷線之后，遭受雷擊時(shí)能夠?qū)⒈芾拙€裝置作為媒介，使雷擊電流泄入大地，從而能夠有效防止受到雷擊后，輸電線路中絕緣子被過電壓擊穿而損壞。除此以外，避雷線架設(shè)后能夠在輸電線路遭受雷擊時(shí)發(fā)揮分流的作用，有效降低塔桿的電流，進(jìn)而降低塔桿頂部電位。

（三）降低接地電阻

輸電線路所在地的接地電阻（土壤電阻率）越高，其耐雷水平則越低，二者成反比。通過同時(shí)利用降低桿塔腳電阻與架設(shè)避雷線兩種防雷方法，能夠有效降低輸電線路在遭受雷擊時(shí)的過電壓作用，即增強(qiáng)了輸電線路的防雷能力。在防雷技術(shù)實(shí)施過程中，要以基桿塔所在地土壤的電阻率情況為依據(jù)，最大程度降低地電阻，使接地電阻保持在合理范圍內(nèi)。如果接地電阻超過相關(guān)規(guī)定中的允許值時(shí)，要采取以下方式，降低電阻，提高輸電線路的防雷性能。第一，使用減阻劑，增加輸電線路的接地尺寸，同時(shí)，在接地點(diǎn)周圍使用減阻劑，這種方法在小型接地網(wǎng)中能夠有效降低輸電線路的接地電阻；第二，爆破接地技術(shù)，在接地點(diǎn)進(jìn)行爆破制造裂縫，然后將電阻率較低的材料放到裂隙中去，從而在大范圍內(nèi)降低土壤的電阻率，使輸電線路的接地電阻降低；第三，接地裝置使用多支外引方式，在設(shè)置多支外引式接地裝置時(shí)，要以地極干線本身的電阻為基礎(chǔ)，將外引式接地極控制在一百米之內(nèi)。這種方式適用于基桿塔周圍有不結(jié)凍并且具有較好導(dǎo)電性的河流或者湖泊等水源。

三、綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

（一）經(jīng)濟(jì)分析模型

首先完善經(jīng)濟(jì)分析模型，經(jīng)濟(jì)模型的建立應(yīng)結(jié)合防雷措施技術(shù)發(fā)揮的作用進(jìn)行綜合分析，運(yùn)用層次建設(shè)法構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型，有利于明確綜合防雷措施的影響因素，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，保證綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。運(yùn)用層次構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型的主要工作流程，大致為分析相關(guān)影響因素，針對(duì)影響因素進(jìn)行分類分析，同時(shí)構(gòu)建大致的經(jīng)濟(jì)分析模型層次，依據(jù)各影響因素在綜合防雷措施中的影響程度，進(jìn)行分類計(jì)算，從而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

（二）經(jīng)濟(jì)性分析

在以往的工作中，對(duì)輸電線路實(shí)施綜合防雷改造，通常以其他改造效果良好地區(qū)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，選擇防雷措施。但是，不同線路的基桿塔結(jié)構(gòu)、所在地地形和地貌以及風(fēng)險(xiǎn)來源都存在差異，照搬照抄成功經(jīng)驗(yàn)往往事倍功半。現(xiàn)以220kV單回線路的某桿塔段為例，試探性進(jìn)行輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。

第一，減小保護(hù)角的方法需要改變基桿塔的塔頭尺寸，因其施工復(fù)雜且工程量大而不建議采用；在本線路中因雷擊而導(dǎo)致的跳閘率較高，據(jù)以往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，雷擊重合閘率在67%左右，因而不適宜使用加裝保護(hù)間隙的方式。本線路的防雷改造方案中使用的防雷措施包括安裝可控針、防繞擊側(cè)針以及避雷線裝置，架設(shè)耦合地線，降低基桿塔接地電阻，加強(qiáng)絕緣水平。

第二，充分考慮架線區(qū)域的地形、地貌、雷電活動(dòng)等因素，在線路段進(jìn)行全檔距繞擊防雷計(jì)算的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布的相關(guān)規(guī)范中支出220kV的輸電線路在雷擊跳閘率方面的制表位0.315次（/100km·a）。在本案例線路段內(nèi)雷擊導(dǎo)致的跳閘故障中，反擊占75%，繞擊占25%，由此得出反擊與繞擊跳閘率的指標(biāo)值分別為0.2316次（/100km·a）與0.873次（/100km·a）。基于雷擊改造工程經(jīng)費(fèi)有限的考慮，當(dāng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在B級(jí)以及以下的線路段暫時(shí)不考慮實(shí)施改造工程。

第三，本案例線路段中，各處基桿塔的構(gòu)造符合防雷措施安裝中的要求，綜合考慮基桿塔所在處的地形、絕緣特征，以及防雷技術(shù)設(shè)施等多方面的因素，決定在全線路段實(shí)施降低桿塔接地電阻的防雷措施，加裝防繞擊側(cè)針并且架設(shè)耦合地線，在沒有安裝避雷技術(shù)設(shè)施的1號(hào)、3號(hào)與5號(hào)基桿塔中安裝避雷線裝置并加強(qiáng)絕緣水平，在2號(hào)基桿塔中安裝可控針，在4號(hào)基桿塔中加裝避雷線裝置。

第四，使用層次分析法對(duì)以上防雷改造措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，并得出最佳防雷技術(shù)措施，其中降低塔桿接地電阻的最佳措施可以降低3Ω的接地電阻；加強(qiáng)絕緣水平最佳措施可以每串增加兩片絕緣子。

四、結(jié)束語

總而言之，為了保證輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行，要合理選擇防雷措施。在輸電線路選擇過程中，應(yīng)分析和綜合考慮地理環(huán)境等方面的影響，通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型的方式進(jìn)行分析，提高綜合防雷措施的應(yīng)用效益，從而保障輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行。

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