輸電線路防雷害事故保護解決措施

劉煒 谷飛

摘要：雷電擊中輸電線路會導致線路短時間內形成極高的電壓，由于繼電保護裝置的存在，為了避免線路被破壞，會主動切斷線路中的電源。若是切斷正處于供電階段的線路電源，會給人們的正常生活造成不利應，加大電力企業的經濟損失。同時，在輸電線路遭遇雷擊的時候，相關設備的承受能力以及絕緣水平會大幅下降，從而給設備帶來嚴重的安全隱患。輸電線路的正常運行決定了線路供電的穩定性與安全性，基于此，相關部門必須高度重視輸電線路的防雷保護工作，最大程度降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，從而提高供電企業的經濟效益與社會效益，促進電力企業實現可持續發展戰略目標。

關鍵詞：輸電線路；防雷保護；有效措施

1引言

在輸電線路運行過程中，雷電危害造成的安全事故在全部線路安全事故中占據著極大比重，影響輸電線路的正常供電。基于此，全方位討論雷擊現象產生的原因，深刻了解雷擊對輸電線路帶來的不利影響，同時結合誘因制定行之有效的解決措施，是保證輸電線路正常運行與供電的基本所在。防雷保護能夠顯著降低輸電線路遭遇雷擊頻率以及降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，從而減少雷擊給供電企業帶來的經濟損失，提供輸電線路供電的穩定性與安全性。基于此，本文對當前輸電線路防雷保護的有效措施進行重點討論與分析，望借此為實際工作提供參考的依據。

2雷電給輸電線路造成的主要不利影響

就當前實際狀況而言，雷電給輸電線路造成的不利影響主要包括七個方面，其中包括：（1）雷電帶來的高壓可以破壞輸電線路的供電設備或者相關元器件，更有甚者會導致斷路器、電力變壓器以及發電機的損壞，同時線路上的絕緣子也可能因為雷擊而出現破碎、損壞或者電桿破裂等問題。（2）防雷裝置存在的高電壓以及雷擊造成的高電流會對建筑物造成一定的反作用，感應電流過高會導致線路局部溫度急劇上升，從而增加出現火災的幾率。（3）靜電流電磁感應會導致雷擊周邊區域出現強度較大的電磁場，并滋生感應電流，從而導致線路局部過熱引發火災。（4）雷擊帶來的靜電感應會導致被擊中物體產和雷電性質完全相反的電流，當感應電流無法及時被排出時，就會出現放電現象從而引起火災。（5）雷電流機械效應往往導致被雷擊線路出現撕裂、崩潰、扭曲或者爆炸狀況從而導致線路工作人員出現生命安全事故。（6）電流高熱效應會在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產生極高的電流，并伴隨大量熱量，從而導致線路相關金屬出現融化，情節嚴重會導致相關設備出現爆炸現象。（7）電流高壓效應會在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產生萬伏甚至數萬伏的高電壓，會瞬間擊穿輸電線路的供電設備，從而引起線發生短路，更有甚者引發爆炸或者整體線路癱瘓狀況。

3輸電線路遭受雷擊的主要原因

雷電對輸電線路的影響相當大，不僅使供電企業的正常發展受到阻礙，而且會給供電設備供電的穩定性造成不利影響。基于此，要想實施有效的防雷保護措施，首先就需要對輸電線路遭受雷擊的主要原因進行討論，從而為后續的決策提供重要的判斷標準。通常來說，輸電線路遭受雷擊的主要因素包括四大類，其中涉及桿塔的接地電阻、雷電流強度、架空地線以及線路絕緣子的放電電壓。結合輸電線路實際運行狀況以及相關的模擬實驗與現場試驗得到的關鍵數據對比發現，雷電擊中輸電線路主要和輸電線路所處地形、桿塔高度等因素具有一定聯系。因為自然因素的存在，有些區域的雷電極為活躍，導致輸電線路極易遭遇雷擊，除此之外，地形相對復雜的區域，例如山區、叢林等，會存在明顯的高度差或者相鄰桿塔之間的距離較遠，使得防雷保護工作難度較大，從而極易受到雷擊影響。除此之外，輸電線路之所以遭受雷電的反擊主要是由于出現雷電的時候，在避雷針、塔頂部以及雷擊桿的作用下，雷電產生的感應電流會借助接地體與塔體，提升桿塔的電位，從而使輸電線路中的電流與電壓在短時間內急劇增加。當線路中的感應電流、電壓超過一定閾值的時候，就會使得桿塔與導線之間出現閃絡狀況。

4輸電線路有效防雷保護措施

4.1變電站增設雷電預警系統

雷電臨近預警系統融合了閃電、雷達以及衛星定位等監測資料，通過區域外推、追蹤、識別等算法，自主形成雷電活動區域移動趨勢以及雷電發生概率等雷電臨近預警產品。在雷電臨近預警系統板塊中，都有單獨設計的模塊完成應用不同監測資料工作，通過衛星資料的雷達資料、云頂亮溫的變化率以及回波強度與閃電定位系統信息等資料，預測即將面臨雷電活動的范圍。區域外推、跟蹤、識別算法主要用于雷電綜合預報模塊以及衛星、雷達、閃電資料應用模塊中，對比已發生閃電活動的區域與可能會發生閃電活動的區域，通過不同時間段的監測數據對目標區域實施外推與跟蹤，進而預測將要發生雷電活動的區域有，形成不同時空尺度的雷電預警方法。雷電預警系統是防止雷電對輸電線路造成影響最基礎的保護措施。

4.2廣泛應用主動防雷技術

主動防雷技術是從雷電臨近預警技術中整合出的，當雷電氣候來臨時，事先發送雷電預警命令并使用遠程控制板塊，自發切斷阻隔受保護目標的閃電電涌進入通道的一種新型技術。結合重點保護目標的電氣構造特征，擬定出依靠雷電臨近預警命令，使用遠端電腦操作執行機構與控制裝置，進行全自動隔離、阻斷重點保護目標的閃電電涌進入通道。當閃電氣候逼近監測區域，同時雷電預警級別超過設定的最小值時，控制命令立即使用遠端控制裝置自動啟動電腦操作系統，馬上變換保護目標電源的供電方式，避免或減少設備線路中的安全隱患；當閃電氣候結束，且雷電預警級別低于設定的最小值時，系統會自動解除控制命令，被保護目標恢復正常工作狀態。

4.3加設避雷線

輸電線路防雷保護最有效且最簡單的保護措施就是加設避雷線。避雷線在輸電線路防雷保護中發揮的主要作用就是有效避免雷電直接作用在輸電線路上。除此之外，避雷線發揮的功效還包括：（1）能夠對輸電線路導線進行屏蔽，從而有效減少雷擊帶來的感應電流；（2）避雷線借助對導線的耦合作用能夠最大程度降低絕緣子中的感應電壓；（3）在一定程度上起到分流作用，能夠有效降低流入到桿塔中的雷擊電流，大幅減小桿頂電位。

4.4安裝線路避雷器

為了盡可能降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，確保輸電線路供電的穩定性以及安全性，需要對位于土壤電路率相對較高以及雷電活動較為頻繁區域中的輸電線路安裝一定量的避雷器。通常而言，其安裝位置一般在跨越度較大的桿塔以及線路出現交叉的區域。雷擊帶來的感應電流在流過導線以及避雷線的時候，因為相鄰導線之間存在電磁感應現象，使得避雷線與導線都會出現耦合分量。而避雷器的分流作用遠大于避雷線的分流作用，所以能夠顯著降低線路中的感應電流，從而保護輸電線路免受高電流、高電壓的危害，實現保護輸電線路免受雷擊的目的。

5結束語

綜上所述，雷擊會對輸電線路的正常運行產生極其不利影響，其主要表現在雷擊會導致輸電線路感應出極高的電壓，導致局部線路溫度急劇上升，從而引起火災或者爆炸事故，不僅影響了人們的正常生活，而且會對電力工作人員的生命安全形成極大威脅。基于此，相關部門必須結合實際狀況，對輸電線路遭受雷擊的主要原因進行分析，以此為基礎制定行之有效的防雷保護措施，從而確保輸電線路供電的穩定性與安全性，提高電力企業的核心競爭力，從而獲取更多效益。

參考文獻：

[1]何國忠.淺談輸電線路防雷害事故保護措施與方法[J].中國新技術新產品，2013（02）：120-121.

[2]郭永喜，黎春曉.西雙版納地區架空輸電線路雷擊事故分析與防雷保護措施[J].紅水河，2015，34（01）：60-63+82.

作者簡介：

[1]劉煒，男（1981-09），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運行維護工作；

[2]谷飛，男（1981-10），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運行維護工作。