輸電線路的防雷設計與輸電線路運維技術

李想 李巨山

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的電力工程的發展也突飛猛進。我國各行各業的發展都進入了一個黃金時期。電力行業為各行各業的發展提供了能源保障，所以自身更是發展的飛快。如今輸電線路更是遍布全國各地，但是輸電線路故障跳閘時有發生，造成了很大的經濟損失。在引發線路故障跳閘諸多因素中，雷擊引發線路跳閘最為頻繁，尤其是在高壓輸電線中更易出現雷擊事故，防雷技術在輸電線路設計中的應用就顯得尤為重要。本文旨在對線路防雷技術在輸電線路設計中的應有進行分析，希望可以對相關行業的工作人員提供一定的參考。

關鍵詞：輸電線路;防雷設計;輸電線路;運維技術

引言

電力已經是人類生產生活離不開的一種能源，而輸電線路在電力能源輸送中起著重要的作用，是電網組成的重要一部分，輸電線路的安全直接影響著整個電力系統，甚至影響國泰民安。輸電線路所輸送電壓越高，電線塔桿的高度就越高，線路尺寸就越大，這都使得輸電線路非常容易遭受雷擊的危害，近些年由于一些自然和人為的因素，我們在輸電線路上的損失可以說非常之大，嚴重影響了各地的經濟發展，所以已經越來越多的人關注到線路的防雷技術，在輸電線路設計中應用防雷技術可以有效的減少輸電線路遭受雷擊的概率，增加輸電線路的安全性和穩定性。

1雷電對于輸電線路的危害

雷電現象是生活中常見的自然現象，一般發生在容易下雨的季節，所以在夏季最容易發生雷電事故。雷電現象的發生隨著地理位置的變化出現頻率也會不一樣，在赤道附近最容易發生雷電現象，然后發生的頻率向南北極處遞減。大多數人知道的常識是，雷電現象容易發生在高層建筑上或是帶有尖端的建筑物上，其實輸電線路也經常受到雷電現象的破壞。雷電對于輸電線路的危害主要體現在三個方面。首先是雷電現象發生時，伴有嚴重的高熱效應，所以當雷電擊打在輸電線路上時，會瞬間產生數值非常大的電流甚至可達數十萬，這樣高的電流值會使得輸電線路的溫度上升到一個很高的數值，當達到金屬融化點時，輸電線路中的金屬導線就會融化，甚至引發輸電線路桿塔的倒塌，這對于輸電線路的危害顯然是致命的，直接導致電力系統癱瘓。第二個方面就是來自于雷電現象的高壓效應，雷電的電壓值可以達到十萬伏特以上，當雷電擊發生在輸電線路時，如此高的電壓可以直接使得輸電線路發生短路、跳閘甚至燒壞變壓器，對于電氣設備和金屬導線的傷害都是非常巨大的，嚴重的情況就是引起火災，造成人身安全和財產安全的巨大損失。除此之外就是雷電現象發生時伴隨的電磁感應現象，這些電磁感應會使得輸電線路形成電磁場，間接導致輸電線路的電流增大，和高熱效應的危害結合在一起，對輸電線路的危害更是大大提高，甚至被損壞的輸電線路都無法修復。因此，在輸電線路中應用防雷技術可以說是非常有必要的。

2輸電線路引發雷電的影響因素

2.1線路桿塔的高度

輸電線路尤其是高壓輸電，桿塔往往都設置在寬闊地區，而且具有很高的高度，周圍沒有高層建筑，因此在出現雷雨天氣時，桿塔就很容易受到天氣影響從而出現雷擊現象。而且隨著電力事業的進一步發展，輸電線路應用范圍更廣，需求量巨大，桿塔的設置數量也在不斷增加，很多地區的桿塔高度也在提高，因此更容易受到雷電影響。

2.2 自然環境的影響

為了保證電力供應，輸電線路會經過很多山區，而且山區地帶往往降水豐富，雷雨天氣較多，輸電線路受到雷電影響的幾率也就隨之增加。目前輸電線路在山區發生雷擊的現象比較頻繁，所以再設計中一定要重視自然環境對于輸電線路的影響，尤其是山區雷雨天氣較多的地區。

2.3土壤電阻率的原因

輸電線路的桿塔數量很多，而桿塔都是與土壤直接連接，因此桿塔很容易受到接地電阻的影響。在很多地址條件比較復雜的地區，例如高山和巖石密布的地區，雷擊現象受到土壤的電阻率影響很大。如果桿塔發生雷擊，加之土壤電阻率過小，很容易產生反射問題，從而進一步提高了輸電線路受到雷擊的幾率。

3輸電線路設計中線路防雷技術的運用研究

3.1科學配置線路避雷器

為進一步提升輸電線路的耐雷水平，在輸電線路設計過程中，可在搭設避雷線的基礎上科學配置避雷器裝置。例如，在輸電線路中，將絕緣氧化鋅避雷串并聯在線路絕緣子上，用以分散雷電流，使擊穿電壓小于絕緣子串的閃絡電壓，從而保證輸電線路電壓始終處于安全范圍，防止因絕緣導線產生過電壓而引發雷擊故障。又比如，在構建現代防雷系統時，加強三合一或二合一信號防雷器的科學應用，實現模擬信號線路、電源、同軸信號等的有效防護。在此過程中，應保證防雷器PE端良好接地，做好日常檢查與維修工作。通常情況下，避雷器在環境相對惡劣的山區架空輸電線路工程設計、水電站附件的輸電線路工程設計、跨越相對較大的鐵塔中具有廣泛的應用。

3.2減小接地電阻

使用避雷線、避雷器和自動合閘系統都是通過物理條件來減少雷電傷害的防雷技術，如果能夠減少接地的電阻，就可以使得防雷效果更上一層樓，如何減小接地電阻，這里我們提供兩個有效的措施。首先可以利用爆破技術，爆破技術是近幾年比較流行的一項新技術，可以有效的使土壤的性質發生一定的變化，也就是通過爆破的手段將這片區域的土地炸開，使得電阻率比較小的物質能夠進入地下，有效地減少土地的電阻率。另一個方法就是在土壤中加入適量的降阻劑，這里我們建議降阻劑加入到鐵塔附近的土壤之中，使得降阻劑中的電解質和水分能夠最快的速度融入土壤之中，從而減小接地電阻。

3.3有效應用自動重合閘技術

自動重合閘（AutomaticReclosingSwitch）技術是線路保護中較為常用的技術之一。通常情況下，在輸電線路系統中有效安裝自動合閘裝置，可根據電路故障實際情況，通過自動合閘進行線路保護，實現線路故障影響的有效控制。總結工作經驗發現，在架空輸電線路中安裝自動合閘裝置，當發生線路故障時，在繼電保護動作下實現故障切除，電弧自動熄滅，從而提升輸電線路供電的穩定性、安全性和可靠性。目前，在110kV、220kV輸電線路設計過程中，常應用單項重合閘進行線路保護;在易發生相間短路故障的輸電線路中，常采用綜合重合閘進行線路保護。

3.4自動重合閘的正確安裝

在輸電線路尤其是高空輸電線路中，應用自動重合閘對于輸電的安全有著重要的作用，也能夠最大程度的降低雷電對于輸電線路的危害。目前輸電線路中的自動重合閘主要分為四種：（1）停用裝置。（2）綜合裝置。（3）三相裝置。（4）單相裝置。當輸電線路受到雷擊而出現故障時，自動重合閘的繼電保護就會發生作用，而使斷路設備跳閘，然后立刻連接斷電，使輸電線路能夠及時的供電，從而保證電力系統持續運行，不僅保護了輸電線路的安全，而且也保證了電力系統的正常運行。自動重合閘對于輸電線路防雷來說具有明顯的優勢，在實際應用中也具有良好的效果，能夠大幅度的減少輸電線路由于雷擊而出現的斷電幾率。不過瞬時閉合與瞬時連接之間的時間還是有待提高，需要研究人員不斷的對自動重合閘進行研究，提高技術水平，不斷提高自動重合閘的整體性能，從而發揮其獨有的優勢，使輸電線路的安全得到可靠的保障。

結語

綜上所述，電力系統的安全和穩定運行對于我國國民經濟的發展和城市化建設具有重要的意義。而電力系統中的輸電線路是重要的組成部分，輸電線路的安全也直接關系到電力能源的供應。電力企業在進行輸電線路設計時，要對于輸電線路引發雷電的影響因素進行全面的考慮，并采取有效的防雷技術和措施，確保輸電線路免受雷電的影響，能夠正常運行，進而推動電力系統整體的穩定，從而推動我國電力行業的快速發展，其電力行業成為我國可持續發展的重要支持。

參考文獻

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