送電線路運(yùn)行中的防雷措施探究

施軍

摘要：雷擊是災(zāi)害性天氣中對(duì)電力線路破壞里最大的安全威脅，我國配電網(wǎng)架空線路大多在比較空曠的地方，在雷雨天氣時(shí)，輸電線路遭受雷擊的概率比較高。雷擊會(huì)破壞整個(gè)線路的穩(wěn)定性，致使線路燒，嚴(yán)重時(shí)甚至可以造成火災(zāi)和引發(fā)爆炸，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行和用戶用網(wǎng)體驗(yàn)。本文主要闡述雷擊的危害，并對(duì)送電線路的防雷措施進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：雷擊;送電線路;危害;防雷措施

隨著時(shí)代發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)提高，電能已經(jīng)普遍被應(yīng)用到我們的日常生活中，并在其中扮演著非常重要的角色。送電線路是供電企業(yè)向用戶輸送電能的重要途徑，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響著企業(yè)的供電能力。但由于我國架空線路周邊比較空曠，無高層建筑物，使得在雷雨天氣下，很容易受到雷擊，破壞送電線路，嚴(yán)重影響用戶的用電體驗(yàn)。為此有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)雷擊的研究，同時(shí)科學(xué)制定防雷方案，以確保我國送電線路的穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行。

一、雷擊的危害

1.電效應(yīng)

當(dāng)送電線路遭受雷擊時(shí)，會(huì)瞬間使電路上的電壓升高，很容易會(huì)引發(fā)線路繼電器保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而產(chǎn)生跳閘斷電現(xiàn)象。

2.熱效應(yīng)

雷擊電流在經(jīng)過線路時(shí)，龐大的電能會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，尤其是遭受雷擊的部位，其溫度極高，會(huì)產(chǎn)生6000-20000攝氏度的高溫，而送電線路多為塑膠和金屬材質(zhì)，很容易在高溫下燃燒損壞，發(fā)生短路。

3.機(jī)械效應(yīng)

雷電自身具有很強(qiáng)的能量，當(dāng)桿塔或其他電器設(shè)施遭受到雷擊時(shí)，有可能在瞬間破壞物體內(nèi)部的穩(wěn)定性，致使其發(fā)生膨脹、裂解等，導(dǎo)致設(shè)施遭受到物理損害，如果雷擊嚴(yán)重的情況下，甚至?xí)l(fā)生爆炸。

二、送電線路運(yùn)行中的防雷措施

1.合理選擇輸電線路

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，地形地貌是造成雷擊的重要因素之一，山區(qū)內(nèi)部的送電線路雷電繞擊率是平地的3倍左右，這些雷電事故頻發(fā)區(qū)域被稱為“易擊區(qū)”，總結(jié)分析得知：當(dāng)?shù)孛鎯A角和保護(hù)角等處在一定范圍內(nèi)時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致雷電繞擊現(xiàn)象，即雷電繞過避雷線直接擊在導(dǎo)線上。為此，在送電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離山谷和斜坡的“易擊區(qū)”，另外部分地區(qū)內(nèi)巖礦具有弱導(dǎo)電性，這類環(huán)境很容易引發(fā)雷擊，因此，在線路鋪設(shè)過程中還應(yīng)盡可能避開這些區(qū)域。

2.提高線路絕緣水平

絕緣體是電的不良導(dǎo)體，送電線路的絕緣水平與其防雷性能成正比，提高送電線路的絕緣水平，是預(yù)防雷擊最直接、有效的手段之一。通常情況下，具有一定高度的桿塔遭受雷擊的可能性較大，此時(shí)通過在桿塔頂端加入絕緣體，則可以很好降低自身遭受雷擊的概率。因此在桿塔建設(shè)時(shí)，常常在其中添加絕緣子，絕緣子串是一種由絕緣件和連接工具組成的一種絕緣控件，其主要功能就是電氣絕緣和機(jī)械固定，因此在絕緣子串?dāng)?shù)選擇時(shí)，應(yīng)保證其具有足夠的電氣絕緣強(qiáng)度和機(jī)電破壞強(qiáng)度。當(dāng)下比較常用的絕緣子有復(fù)合絕緣子、玻璃絕緣子、直流絕緣子和瓷絕緣子。

3.降低桿塔電阻

桿塔電阻是影響防雷水平高低的主要因素，當(dāng)桿塔電阻過高時(shí)，雷擊會(huì)使其頂部點(diǎn)升高，造成線路反擊，加重累積的影響。而當(dāng)桿塔電阻較小時(shí)，雷擊時(shí)的絕大部分雷擊電流將會(huì)順著桿塔導(dǎo)入大地，不會(huì)破壞線路[1]。而當(dāng)下部分送電線路桿塔由于受土壤腐蝕、雨水沖刷和外力破壞等原因，間接和直接的造成了桿塔阻值過大，為此，新時(shí)期下，有關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況降低桿塔的阻值;首先重新檢測桿塔的阻值情況和土壤的電阻率是否符合要求，對(duì)于不符合規(guī)定的桿塔可以重新鋪設(shè)或是添加降阻劑，降阻劑多為石墨、導(dǎo)電水泥、潤滑劑等物質(zhì)的混合物，是一種非常有效的防雷產(chǎn)品，防腐性能好，常用于砂石較多的區(qū)域，并結(jié)合接地措施，一般情況下，將降阻劑添加于金屬導(dǎo)體和土壤之間，一方面可以降低周圍土壤的電阻率，

4.增加架設(shè)耦合地線

架空線路導(dǎo)線附近的架空地線被稱為耦合地線，耦合地線是高壓輸電線路防雷的基本措施。在實(shí)際送電線路中，由于多種不可抗拒原因?qū)е聴U塔接地電阻又達(dá)不到要求，改善接地電阻也十分困難，此時(shí)就可以通過架設(shè)耦合地線降低電阻阻值，當(dāng)雷擊桿頂時(shí)，由于耦合地線的分流和耦合作用，從而降低雷擊過電壓.減少線路雷擊跳閘次數(shù)，也提高了送電線路耐防雷水平。

5.合理架設(shè)避雷線

避雷線是為保護(hù)工作設(shè)施不受雷擊，而在一旁安裝引雷入地的導(dǎo)線，又稱為防雷線，是電力工程架空線路建設(shè)中較為常用的一種防雷技術(shù)。當(dāng)雷電通過桿塔和接地體時(shí)，會(huì)使桿塔點(diǎn)為迅速升高，與下方導(dǎo)線的電位差超過絕緣閃絡(luò)的電壓值后，兩者之間就會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。而通過避雷線可以對(duì)雷擊的作用進(jìn)行分散，降低雷電對(duì)線路的影響，這種方式安裝簡單，實(shí)用價(jià)值高。避雷線常與避雷針、避雷網(wǎng)聯(lián)合使用，避雷針吸引雷電，避雷網(wǎng)將雷擊電流全部倒入大地，通過這種方式消除雷擊危害、避免反擊閃絡(luò)、保護(hù)送電線路。

6.安裝消雷器

消雷器是消除雷擊影響的裝置，又被稱為避雷器，主要由放置在桿塔頂端的尖端電極電離裝置和地電流收集裝置構(gòu)成。當(dāng)送電線路正常運(yùn)行時(shí)，避雷器處于“斷路”狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生作用，當(dāng)出現(xiàn)超出臨界值的高電壓后，避雷器就會(huì)啟動(dòng)，將高壓沖擊電流導(dǎo)向大地，限制電壓增幅的程度，當(dāng)高電壓消失后，避雷器又再次恢復(fù)“斷路”狀態(tài)，使線路正常運(yùn)行。該裝置的原理是通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用將桿塔上方出現(xiàn)的雷擊降低到無危害的水平，達(dá)到防雷的目的。

7.安裝自動(dòng)重合閘設(shè)備

自動(dòng)合閘裝置是減小雷擊影響的有效手段之一，雷擊具有瞬時(shí)性，往往是在一瞬間完成，線路并不會(huì)發(fā)生永久性的損壞[2]，而輸電線路在繼電保護(hù)裝置作用下會(huì)出現(xiàn)斷電跳閘現(xiàn)象，而電力配網(wǎng)架空線路施工跨地廣，故障發(fā)生后有關(guān)人員要經(jīng)過多方排查確定故障區(qū)域，如果沒有維修檢測人員及時(shí)到場進(jìn)行補(bǔ)救工作，那么將會(huì)造成大范圍、長時(shí)間停電，對(duì)周邊用戶造成很嚴(yán)重的影響。鑒于此，可以在送電線路上增設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，當(dāng)檢測裝置檢測到線路恢復(fù)正常性能，且無其他隱藏隱患時(shí)，可以自動(dòng)重合閘，在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

結(jié)語

總而言之，送電線路是向用戶輸送電力的基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性直接影響著電網(wǎng)的正常運(yùn)行和用戶的用電體驗(yàn)。因此，在送電線路運(yùn)行中，可以通過合理選擇輸電線路、提高絕緣水平、降低桿塔電阻、合理架設(shè)避雷線、安裝消雷器和安裝自動(dòng)重合閘設(shè)備等措施，有效提高線路防雷水平，以確保我國送電線路的穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐宏勛. 架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施[J]. 低碳世界， 2017（30）：46-47.

[2] 鄒建章， 郭志鋒， 李陽林， et al. 帶間隙線路避雷器雷電沖擊絕緣配合特性極性效應(yīng)研究[J]. 電瓷避雷器， 2017（6）：115-120.