輸電線路設計中的防雷措施探討

嚴棟

摘 要：現階段，我國經濟的不斷發展對于電力能源的需求量巨大，這也促進了我國電力行業突飛猛進的發展，大量的輸電線路在不斷建設中，而且輸電線路覆蓋的范圍逐漸擴大。一方面提高了電力企業的經濟效益，另一方面也受到了眾多因素的影響，提高了輸電線路發生故障的幾率。其中，雷電對于輸電線路的安全和正常運行有很大的影響。本文分析了雷電對于輸電線路的危害，對于輸電線路設計中的防雷措施進行了探討，僅供參考。

關鍵詞：輸電線路；雷電危害；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.158

1 雷電對輸電線路的危害

我國地域跨度大，各地的自然環境差異很大，輸電線路往往會跨越不同的地區，因此受到了自然環境的影響也最為明顯。雷電在夏季最為活躍，而在夏季我國大部分地區雷雨天氣增加，這進一步提高了輸電線路遭受雷擊的幾率。雷電發生后，往往會到達距離地面比較低的位置，地面上高聳建筑就會使雷電電場發生畸變，從而受到雷擊。尤其是地面上高度比較高的鐵塔，鐵塔頂端具有很大的電場強度，更容易受到雷擊。很多跨度大的輸電線路尤其是高壓輸電線路的桿塔都是金屬結構，而且具有很高的高度，這也是輸電線路發生雷擊現象幾率較大的重要原因。

1.1 雷電的高熱效應對輸電線路的危害

雷電具有高熱效應，當輸電線路受到雷電影響時，高熱效應就通過輸電線路轉化為強大的電流，甚至達到了數十萬安倍，輸電線路桿塔就會受到高熱能的影響，金具導線就可能因此融化甚至斷線，這就會導致電力系統出現斷電的情況，電力系統安全受到極大的威脅，也會造成嚴重的經濟損失。

1.2 雷電的高壓效應對輸電線路的危害

輸電線路受到雷擊后，在雷擊點的電壓瞬間就能夠達到10萬V以上，這時候輸電線路上的金具導線或者電氣設備就會受到高壓的影響而損壞，嚴重的還會引起火災，后果不堪設想。

1.3 雷電產生的電磁感應對輸電線路的影響

電磁效應也是雷電形成過程中很重要的一個現象，輸電線路如果發生雷擊情況，變電磁場就會在發生雷擊的輸電線路上產生，增加輸電線路電流，線路就會出現瞬間過載的問題，進而燒毀。

1.4 雷電的機械效應對輸電線路的危害

雷電還具有機械效應，在輸電線路受到雷擊后，線路和變壓器等輸電設備就會因為雷電的機械效應發生變動，嚴重的還會引發爆炸，從而破壞整個輸電線路系統，使電力系統的穩定和安全受到嚴重的威脅。

2 輸電線路設計中防雷技術原理介紹

輸電線路設計中如何有效的采用防雷措施，是電氣企業靠考慮的重點問題，但是在此之前，有必要深入的分析和研究雷電放電原理和防雷技術原理，才能夠有效的在輸電線路設計中合理的選擇防雷措施。人們生活的大氣環境中存在大量的水蒸氣，上升氣流和大氣相遇就會發生各種電荷包圍大氣中小水珠的現象，隨著氣流的帶動，就會聚集從而形成上下分別為正電荷和負電荷，中間為正負電荷相交織的云層，也被稱為雷云。雷云向地面放電的過程就是我們所謂的雷電，這個過程一般分為兩個階段，一是先導放電階段，二是主放電階段。其中導放電階段是由于電荷在某一位置過多的積累，形成導電通道，這個過程就是先導放電。先導放電后會發生主放電階段，雖然主放電階段時間很短，但是會產生的電流達到了200多千安，其破壞力巨大，通過放電通道流波和電壓波進入雷擊點。在電場的作用下，氣體戒指會導致電解質中帶電的質點數量和速度會達到最大值，這時候電介質就會失去絕緣性，這就是放電原理。可以根據這一原理，在輸電線路設計中通過雷電放電系數的研究，得到相關的數據依據，從而對輸電線路和避雷線的耦合系數和雷擊跳閘計算公式等防雷措施的數據參數進行計算，進而有效的采取相應的防雷措施。

3 輸電線路設計中的防雷措施應用

3.1 輸電路徑的合理選擇

由于自然因素的影響，自然界中存在很多雷擊高發地區，例如自然界中的雷暴走廊、山區中的潮濕盆地，包括沼澤湖泊等地區。這些地區都是雷擊的高發地區，所以在輸電線路設計中，輸電路徑的選擇要盡量避開這些地區，最大程度的降低輸電線路遭受雷擊的幾率。除此之外，土壤電阻率也會影響輸電線路發生雷擊的幾率，尤其是土壤電阻率低的地區，例如地質斷層地帶、山坡稻田交界位置、巖石與土壤交界位置等地區的土壤電阻率很低，在這些地區的輸電線路很容易受到雷電的影響。因此在輸電線路路徑設計和選擇時，這些地區也要進行考察，盡量繞開土壤電阻率低的地區。

3.2 在輸電線路上安裝避雷器

很多輸電線路設計中采用的防雷措施都是采用避雷線，雖然避雷線對于輸電線路的防雷具有一定的積極作用，不過避雷線的使用也存在一定的限制，實際效果也有待提高。因此要在輸電線路中安裝避雷器，從而增加避雷線的避雷效果。安裝避雷器時，要設置固定的雷電流值，如果實際的雷電流值大于固定值，避雷器就會開啟，配合避雷線對雷擊電流進行有效的分流，降低雷擊對于輸電線路的影響。輸電線路設計中使用避雷器，需要對選擇合理的設置位置，要根據線路路徑的自然因素情況，將現有的輸電線路資源合理的進行利用，避免資源的浪費。

3.3 降低接地電阻

在輸電線路設計防雷措施中，降低干擾接地電阻的效果明顯，可以有效的降低雷擊對于輸電線路的影響。在實際操作中一般有三種方法：首先是在輸電線路設計中，伸長水平接地體，接地體長度的增加會使電感增加，從而得到更大的沖擊系數，不過這種方法存在一定的局限性。其次是使用爆破技術，對接地處進行爆破，然后對炸開的地方用電阻率小的物體進行回填壓實，土壤的導電性能，從而降低接地電阻。最后可以采用降阻劑，在桿塔周圍放置適當的電阻劑，從而降低土壤電阻和接地電阻。通過對接地電阻進行降低，能夠有效的減少輸電線路受到雷擊的影響，保證輸電線路的正常運行和安全。

4 結束語

綜上所述，為了降低雷擊對于輸電線路的影響，提高電力系統運行的穩定和安全，要不斷的研究和改進輸電線路設計中的防雷措施，根據輸電線路所在區域的自然環境條件，合理的選擇防雷措施，保證輸電線路的運行和安全。

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