解析線路防雷技術在輸電線路設計中應用

湯樂招 陳克鵬

摘要：現在我國電力領域正在迅猛發展，在國家經濟發展里有著重要的地位，安裝輸電線路的數目也變多了，大部分的線路在安裝完成后，都會因為很多原因出現一些事故，造成嚴重的損失。雷電是輸電線路里面最多的事故，特別是對高壓輸電線路，被雷擊中的次數比一般的線路要高很多，而且實行雷電措施也很困難。本文分析雷電對線路的不利影響，同時敘述防雷技術在線路里面的應用。

關鍵詞：防雷技術;輸電線路;設計

引言：輸電線路是電力傳送的介質，它是電網安全工作的重要構成部分，線路的正常的運行系統有著重要的作用。如果線路的電壓級別提升，塔桿高度于線路長度也會增加，導致線路更容易受到自然災害的影響，特別是雷擊的情況。因此，怎么避免雷擊對線路產生影響對提高電網的穩定有巨大的意義。

一、雷電對輸電線路的危害

雷電活動最多頻繁的時間大多是夏天，最少的是冬天，同時還因為位置的不一樣，雷電活躍程度也不一樣。總體來說，赤道周圍的雷電活動最頻繁，隨緯度不斷上升雷電活動次數會變少，極地基本沒有雷電。在自然界打雷后，當放電到達距地面很近的天空時，雷電電場就容易受到地面高尖物體的影響出現形狀的變化。例如地面上豎直的鐵塔，這些塔尖電場強度都很大，這些塔一定會先吸引雷電，這也是這些高的建筑物為什么更容易被雷擊中。同樣，輸電線路也很容易被雷擊中。雷電擊中線路有以下的危害。

1.1雷電的高熱效應對輸電線路的危害

雷在放電的時候擊到線路上，它的高熱作用就會立刻變為幾十萬安培的電流，這個時候在線路桿塔上出現特別高的熱量，達到桿塔的融化點，桿塔上的金屬導線就會融化，甚至會導致斷線或倒桿的情況出現，對電力系統的穩定運行產生了威脅。

1.2雷電的高壓效應對輸電線路的危害

雷電進行放電的時候，它會形成超過10萬V的高壓，如果雷擊打在線路上，線路上的電氣設施和金屬導線就會被嚴重損壞，有造成短路、跳閘、變壓器燒毀等狀況，破壞特別巨大的時候還會引發火災，使電力機構承受巨大的損失。

1.3雷電產生的電磁感應對輸電線路的影響

雷在形成的時候會產生電磁作用，當它放電時擊中線路，電磁作用就會在線路上變成電磁場，讓輸電線路里的電流變大，進而將線路過載燒壞。，雷的機械作用對線路產造成危害。雷電有機械作用，被雷電擊打的東西會產生爆炸的現象，然后進到電力系統里，對系統里面的元件造成破壞，對我們的生活和電力系統的穩定運有著不好的影響。

二、防雷技術原理介紹

為了給線路選擇最恰當的防雷技術、需要了解雷電的放電和防雷技術原理。我們生活在有許多水熱氣的環境里面，當大氣與上升氣流遇到的時候會造成自然環境里的水珠被許多電荷圍繞，然后在氣流的影響下變成了上面有正電荷、中間正負電荷都有、下面有負電荷的云朵，這樣的云又叫雷云。雷云放電的時候有先導放電和主放電時期，先導放電是因為一個地方的電荷過多，造成空氣的絕緣性出現了改變，變成導電的道路，這個道路的形成步驟就是先導放電，這時云朵與地面的電壓會高達10mV。當游離的電荷運動主放電時期就開始，這個時期時間比較短，但是電流卻高達200多千安，有特別大的破壞能力，然后電流與電壓波通過通道進行雷擊。當物質在電場的作用下造成 一些有電的質點的數目和運動的速度到最大，介質就不具有絕緣性了，上面的內容就是放電的過程。通過上面的過程可以放電系數研究，得到地面雷的密度值和電流大小，對上面的數據進行推導得出線路和避雷線的耦合系數、線路的耐雷水平等，然后進行防雷設計計算。

三、防雷技術在輸電線路設計中的實踐應用

3.1選擇合理、正確的電路路徑

不同地方的地理環境也不一樣，造成受到雷電襲擊的概率也不一樣，容易被雷電擊中的大多是線路的鋪設地方有問題。對此，在挑選輸電線路鋪設的位置時候，需要避開容易發生雷電襲擊的位置，具體如下：盡可能不挑選周圍都是山、池塘、森林等;盡可能不選擇土壤電阻率容易出現變化的位置;盡可能不在山谷等地方。

3.2在輸電線路上設置避雷線

在輸電線路上設置合適的避雷線是避免雷擊的重要辦法。在設置避雷線的時候，關鍵是要挑選合適的避雷線，必須確保避雷線與線路能夠匹配，還要挑選線路合適的避雷線，比較低的電壓線路不應該建立避雷線，線路電壓高達120kV就要實施全面的避雷線鋪設。對電壓在220～350kV范圍內的線路和每月暴雨天氣超過15天的地方全面鋪設避雷線，對電壓在500～700kV之間的線路要鋪設兩條避雷線。

3.3在輸電線路上安裝避雷器

避雷器能夠彌補避雷線的一些缺點，在線路設置避雷器的時候要有一個固定的雷電流值，當這個數值大于固定值，避雷器自動開始工作，它們的配合實現把雷擊電流變小的目的，把電流分流后引向地面。為了保證線路的電壓沒有問題。放置避雷器時，要挑選最好的鐵塔路徑，合理使用已有的資源。

3.4自動合閘系統的應用

使用自動合閘技術在防雷措施里，主要是因為使用合閘技術，能夠在最大限度減少雷擊損害，為電力單位的持續發展創造條件。線路設計的時候使用合閘系統，加大輸電線路的安全性。在雷電到來的時候，合閘系統啟動，線路自動關閉，以免雷電對線路有不利的影響。隨著我國防雷技術的不斷的發展，這個技術的防雷效果越來越強，可以更好的發揮出對線路的保護作用。所以，加強這項技術在防雷技術里面的使用，才能讓輸電線路被保護的更好。

3.5減小接地電阻

使用避雷線和避雷器沒有達到最好的防雷效果，為了提高線路的防雷作用，要對接地的電阻做改變，讓電阻的值變小，下面對電阻變小的方法介紹。①用爆破方法。這個技術是新的技術，主要是改變一定范圍里土地的性質，通過這個辦法把地面炸開，將電阻率很小的物質壓到地下，進而改變土質的導電性能。②用降阻劑。將它放在鐵塔的周圍，讓被包裹的電解質、水等進入到土地里，進而實現減小土地電阻的目的。

結語：輸電線路在電網里有特別重要的作用，線路是不是正常對系統的運行有著重要的作用，但是線路容易被雷電的擊中，造成線路會產生不一樣的問題，為了減少以上情況出現，電力機構要在線路上做好防雷處理。防雷技術在線路中的使用，可以提升線路的防雷效果，同時可提升電力系統的工作效率。所以，增加對線路防雷技術在線路設計中應用具有很重要的作用。

參考文獻：

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[2] 高天舒.輸電線路差異化防雷技術與策略[J].設備管理與維修，2018（21）：7-8.

（作者單位：國網安徽省電力有限公司宣城供電公司）