線路防雷技術在輸電線路設計中的運用

陳英才

摘 要：防雷保護不到位的輸電線路受雷擊后容易故障。因此，輸電線路中應當運用線路防雷技術，比如規劃比較安全的路線;安裝避雷設備、自動重合閘;降低輸電線路桿塔的接地電阻。

關鍵詞：線路;輸電線路;防雷技術

前言：電力是我國人民生活都不可或缺的重要能源，但輸電線路經常遭受雷擊，因此需要防雷技術。

1輸電線路設計中運用線路防雷技術的必要性

1.1雷電對輸電線路破壞

雷擊經常導致輸電線路跳閘，妨礙輸電電網運行。在雷電天氣中，雷電一旦擊中輸電線路的桿塔（或其他部位），就會產生較大電流（具體大小因當地自然條件而異，如地閃密度等），沿著桿塔流入大地[1]。如輸電線路避雷措施不完善，那么輸電線路就會遭到破壞，比如跳閘、燃燒、炸毀、融化等，且雷電強電流還會損傷電力設備，需要及時更換，增加了輸電線路維修人員的工作量，造成輸電公司帶來了經濟損失，給居民日常生活用電帶來了不便[2]。

1.2輸電線路遭受雷擊的原因

雷電是一種難以預測與控制的自然現象。雷電擊中輸電線路的一種方式是感應起電，也就是雷云先在架空高壓輸電線路周圍形成靜電感應區，然后一放電，輸電線路上聚集的電荷就會定向移動形成電流;另一種方式是直接擊中輸電線路，產生過電壓、沖擊閃絡等。雷云一般出現在空曠地帶的天空中，而許多輸電線路恰恰位于空曠地帶，所以易遭雷擊。此外，較高的桿塔也更易遭雷擊。

1.3輸電線路遭受雷擊后出現事故的原因

在我國大部分地區，由于四季分明，雷電多發于夏季，而雷電擊中輸電線路桿塔的幾率相對比較高。因此，輸電線路桿塔應當做好防雷工作，在雷擊中需要保持安全、穩定的運行。然而，在山區架設的輸電線路由于當地地處偏遠、地勢多變、雨水豐富、架設困難，所以防雷工作也比較困難。一些輸電線路的絕緣裝置未能配置到位，或已老化，在雷擊中不能避免電流的回流，導致輸電線路跳閘;一些輸電線路避雷針的桿塔保護角不符合防雷標準;一些輸電線路桿塔的接地電阻過大。

2輸電線路設計中運用線路防雷技術的方法

2.1規劃比較安全的輸電線路架設路線

雖然我國需要將電力輸送到全國各地，但電力企業仍然有可能規劃遭受雷擊概率較小的輸電線路架設路線。由于雷擊的頻率與地理、環境、氣候等條件密切相關，所以雷擊多發于山區，那么規劃輸電線路的架設路線時，就應當盡可能避開以下危險處，比如縱深山谷地帶、高山上、山坡上、土質電阻率較高處、土質電阻率突變處、地下水位較高處、地下含有導電礦藏處、河谷、風口山區、順風區、濕潤盆地、濕潤山谷、森林等。

2.2安裝避雷線

避雷線是一種優點明顯的避雷裝置，它的優點有分流效果好、分流效率高，作用有屏蔽、耦合兩種，所以在輸電電路設計的過程中，防雷技術有較為廣泛的運用，也在防雷中取得了良好的效果。避雷線能夠降低輸電線路桿塔遭受雷擊后產生的雷擊電流大小，降低桿塔頂端的電位，還能夠耦合導線，降低輸電線路中絕緣子兩端的電壓，從而減少雷擊對輸電線路的破壞。因此，輸電線路旁邊應當搭設避雷線。通常，20千伏輸電線路不需要搭設避雷線，200千伏起需全程搭設1根避雷線，而500千伏起需搭設2根避雷線。

2.3安裝負角保護針

負角保護針即側向避雷針，其作用有改善對雷擊的屏蔽、減小臨界擊距。負角保護針從輸電線路的上方屏蔽雷擊，使雷電只對大地放電，以免形成雷電繞擊區。負角保護針一般用在山坡、山頂的輸電線路桿塔上，其長度一般為2.5 m-2.8 m，材質為鋼，形狀是一根針，其中針頭的形狀是尖錐狀。

2.4安裝可控放電避雷針

可控放電避雷針的組成部分有4個：針頭、金屬支架、儲能裝置、接地裝置。可控放電避雷針的針尖能夠產生較高強度的電場，迅速地產生放電脈沖;而可控放電避雷針能夠通過儲能裝置與動態環控制避雷針針頭的電場，從而在雷擊發生前產生向上的先導，也就是引發上行累閃。可控放電避雷針可以安裝在輸電線路桿塔的地線支架的上方，并根據地形和桿塔的形狀來調整安裝位置、數量，從而確保可控放電避雷針的保護范圍，以此使輸電線路防雷設計需求得到滿足。

2.5安裝雷電接閃器

雷電接閃器在本質上是一個感抗，能夠在雷擊擊中輸電線路桿塔時，消減輸電線路桿塔上的過電壓。定量地說，雷電閃接器消減雷電電流波峰的幅度至少有30%。因此，雷電閃接器有防雷的作用。此外，雷電閃接器還能記錄其所在輸電線路桿塔遭受雷擊的數據，從而為電力公司的研究人員提供研究雷電災害的數據。

2.6安裝自動重合閘

輸電線路遭受雷擊出現故障后，繼電保護器會自動跳閘。但是，雷擊會造成強電流，所以可以為輸電線路安裝自動重合閘，從而在輸電線路跳閘后，經較短時間，自動重新合閘，從而減少停電的次數與時間。

2.7降低輸電線路桿塔的接地電阻

輸電線路的桿塔如果接地電阻過高，就更容易在遭受雷擊時遭到破壞。因此，輸電線路桿塔的接地電阻需要降低。降低輸電線路桿塔的接地電阻的方法有許多，其中最常用的是增加、延長接地射線，以改變接地材料老舊、腐蝕的問題，但是這種方式只適用于土質較好的地區，而在土質不良的地區就不能起到良好的效果。此外，減小輸電線路桿塔接地電阻的方式還有“垂直接地體法”，也就是在接地裝置射線上每隔3米通過焊接增設一個垂直接地體，其長度一般在0.6米左右，材質一般為角鋼;以及“集中接地法”，也就是在輸電線路桿塔基礎外面挖一圈溝，溝的直徑有10至20米不等，深0.6米，溝中每隔2米至3米打1根垂直接地體，再以圓鋼相連，最后連到桿塔的接地引下線上;最后，還有一種方式是“換土法”，也就是將土壤電阻率過高的土壤、石頭挖出來一層，然后運走，再然后回填一層電阻率較低的土壤，最后再安裝其他接地裝置。

3結語

由此可見，我們需要采取多種有效措施保護輸電線路免于雷擊電流的破壞，從而保障我國千家萬戶用電安全，防止各類生產受到停電的破壞。

參考文獻：

[1]邵家源.淺析110kV輸電線路防雷技術綜合應用與運維管理[J].山東工業技術，2016（16）：145.

[2]張磊.線路防雷技術在輸電線路設計中的應用[J].中國高新技術企業，2015（02）：64-65.