線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

陳英才

摘 要：防雷保護(hù)不到位的輸電線路受雷擊后容易故障。因此，輸電線路中應(yīng)當(dāng)運(yùn)用線路防雷技術(shù)，比如規(guī)劃比較安全的路線;安裝避雷設(shè)備、自動(dòng)重合閘;降低輸電線路桿塔的接地電阻。

關(guān)鍵詞：線路;輸電線路;防雷技術(shù)

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

1輸電線路設(shè)計(jì)中運(yùn)用線路防雷技術(shù)的必要性

1.1雷電對(duì)輸電線路破壞

雷擊經(jīng)常導(dǎo)致輸電線路跳閘，妨礙輸電電網(wǎng)運(yùn)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(huì)產(chǎn)生較大電流（具體大小因當(dāng)?shù)刈匀粭l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(huì)遭到破壞，比如跳閘、燃燒、炸毀、融化等，且雷電強(qiáng)電流還會(huì)損傷電力設(shè)備，需要及時(shí)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(lái)了經(jīng)濟(jì)損失，給居民日常生活用電帶來(lái)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(yù)測(cè)與控制的自然現(xiàn)象。雷電擊中輸電線路的一種方式是感應(yīng)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(yīng)區(qū)，然后一放電，輸電線路上聚集的電荷就會(huì)定向移動(dòng)形成電流;另一種方式是直接擊中輸電線路，產(chǎn)生過(guò)電壓、沖擊閃絡(luò)等。雷云一般出現(xiàn)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(xiàn)事故的原因

在我國(guó)大部分地區(qū)，由于四季分明，雷電多發(fā)于夏季，而雷電擊中輸電線路桿塔的幾率相對(duì)比較高。因此，輸電線路桿塔應(yīng)當(dāng)做好防雷工作，在雷擊中需要保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。然而，在山區(qū)架設(shè)的輸電線路由于當(dāng)?shù)氐靥幤h(yuǎn)、地勢(shì)多變、雨水豐富、架設(shè)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(dǎo)致輸電線路跳閘;一些輸電線路避雷針的桿塔保護(hù)角不符合防雷標(biāo)準(zhǔn);一些輸電線路桿塔的接地電阻過(guò)大。

2輸電線路設(shè)計(jì)中運(yùn)用線路防雷技術(shù)的方法

2.1規(guī)劃比較安全的輸電線路架設(shè)路線

雖然我國(guó)需要將電力輸送到全國(guó)各地，但電力企業(yè)仍然有可能規(guī)劃遭受雷擊概率較小的輸電線路架設(shè)路線。由于雷擊的頻率與地理、環(huán)境、氣候等條件密切相關(guān)，所以雷擊多發(fā)于山區(qū)，那么規(guī)劃輸電線路的架設(shè)路線時(shí)，就應(yīng)當(dāng)盡可能避開(kāi)以下危險(xiǎn)處，比如縱深山谷地帶、高山上、山坡上、土質(zhì)電阻率較高處、土質(zhì)電阻率突變處、地下水位較高處、地下含有導(dǎo)電礦藏處、河谷、風(fēng)口山區(qū)、順風(fēng)區(qū)、濕潤(rùn)盆地、濕潤(rùn)山谷、森林等。

2.2安裝避雷線

避雷線是一種優(yōu)點(diǎn)明顯的避雷裝置，它的優(yōu)點(diǎn)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(shè)計(jì)的過(guò)程中，防雷技術(shù)有較為廣泛的運(yùn)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(chǎn)生的雷擊電流大小，降低桿塔頂端的電位，還能夠耦合導(dǎo)線，降低輸電線路中絕緣子兩端的電壓，從而減少雷擊對(duì)輸電線路的破壞。因此，輸電線路旁邊應(yīng)當(dāng)搭設(shè)避雷線。通常，20千伏輸電線路不需要搭設(shè)避雷線，200千伏起需全程搭設(shè)1根避雷線，而500千伏起需搭設(shè)2根避雷線。

2.3安裝負(fù)角保護(hù)針

負(fù)角保護(hù)針即側(cè)向避雷針，其作用有改善對(duì)雷擊的屏蔽、減小臨界擊距。負(fù)角保護(hù)針從輸電線路的上方屏蔽雷擊，使雷電只對(duì)大地放電，以免形成雷電繞擊區(qū)。負(fù)角保護(hù)針一般用在山坡、山頂?shù)妮旊娋€路桿塔上，其長(zhǎng)度一般為2.5 m-2.8 m，材質(zhì)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(gè)：針頭、金屬支架、儲(chǔ)能裝置、接地裝置。可控放電避雷針的針尖能夠產(chǎn)生較高強(qiáng)度的電場(chǎng)，迅速地產(chǎn)生放電脈沖;而可控放電避雷針能夠通過(guò)儲(chǔ)能裝置與動(dòng)態(tài)環(huán)控制避雷針針頭的電場(chǎng)，從而在雷擊發(fā)生前產(chǎn)生向上的先導(dǎo)，也就是引發(fā)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(jù)地形和桿塔的形狀來(lái)調(diào)整安裝位置、數(shù)量，從而確保可控放電避雷針的保護(hù)范圍，以此使輸電線路防雷設(shè)計(jì)需求得到滿足。

2.5安裝雷電接閃器

雷電接閃器在本質(zhì)上是一個(gè)感抗，能夠在雷擊擊中輸電線路桿塔時(shí)，消減輸電線路桿塔上的過(guò)電壓。定量地說(shuō)，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(shù)據(jù)，從而為電力公司的研究人員提供研究雷電災(zāi)害的數(shù)據(jù)。

2.6安裝自動(dòng)重合閘

輸電線路遭受雷擊出現(xiàn)故障后，繼電保護(hù)器會(huì)自動(dòng)跳閘。但是，雷擊會(huì)造成強(qiáng)電流，所以可以為輸電線路安裝自動(dòng)重合閘，從而在輸電線路跳閘后，經(jīng)較短時(shí)間，自動(dòng)重新合閘，從而減少停電的次數(shù)與時(shí)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(guò)高，就更容易在遭受雷擊時(shí)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(zhǎng)接地射線，以改變接地材料老舊、腐蝕的問(wèn)題，但是這種方式只適用于土質(zhì)較好的地區(qū)，而在土質(zhì)不良的地區(qū)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(guò)焊接增設(shè)一個(gè)垂直接地體，其長(zhǎng)度一般在0.6米左右，材質(zhì)一般為角鋼;以及“集中接地法”，也就是在輸電線路桿塔基礎(chǔ)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(guò)高的土壤、石頭挖出來(lái)一層，然后運(yùn)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(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

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

[2]張磊.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（02）：64-65.