輸電線路設計中線路防雷技術的運用研究

黃位華 權海亮

摘要：輸電線路的安全性與可靠性是整個電網穩定運行的關鍵，但由于其長期暴露于室外環境，尤其在夏季容易遭受雷擊，因此輸電線路的防雷設計工作具有非常重要的意義。文章在分析雷擊對輸電線路的危害的基礎上，探討了輸電線路防雷設計的要點，以有效避雷，維護電網安全運行。關鍵詞：輸電線路;防雷設計;電網安全;避雷線

1.引言

我國地處溫帶（部分地區屬于亞熱帶氣候），雷電活動比較強烈。漫長的輸電線路穿過平原、山區、跨過江河湖泊，遇到的地理條件和氣象條件各不相同，由于長期裸露于自然環境中，因而容易遭受各種自然現象的侵害，尤其是雷擊災害的頻繁發生引起了相關單位的重視，如何昀大限度地避雷成為相關工作人員的研究重點。本文基于作者的工作經驗，旨在探討輸電線路防雷設計的要點，以供參考。

2.雷擊對輸電線路的危害概述

雷擊的破壞力極大，且在夏季頻繁發生，輸電線路一旦遭遇雷擊后果十分嚴重，具體表現在以下四個方面：

絕緣子閃絡。在全國大部分地區的 110kV輸電線路中，即使應用了合成絕緣子，但仍未能避免雷擊閃絡這一突出問題。

雷擊跳閘。當輸電線路處于雷電環境中，由于雷電電壓很高，電線電阻不變，電流短波時間內迅速增大，空氣電閘就會跳閘。跳閘不僅影響供電，還會沿線路侵入變電所。

斷線。據有關數據統計，雷擊斷線事故約占總雷擊的 96.8%，約占配電網絕緣事故的 36.8%，不僅破壞電力供應，甚至危及生命。

大氣過電壓。當電力系統突然遭遇直擊雷或雷電感應時，電氣設備所承受的電壓就遠遠超過了額定值。一旦發生大氣過電壓便會造成停電，甚至危害人的生命安全。

輸電線路防雷設計的意義

1輸電線路的安全性是用電生活的基礎保障

輸電線路是整個電力系統的主干部分，電線將巨大的電能輸送到各個變電站及千家萬戶。輸電線路能否安全運行，直接會影響到我國電網的穩定性，并保證向用戶的輸送可靠的電力。輸電線路的安全運行是電力系統的中心任務所在，并在電網中占據著舉足輕重的地位，是向各行各業的生產生活的基礎所在，同時也是廣大人民用電生活的需要。

3.2防雷處理是輸電線路的安全的重要課題

我國幅員遼闊，雷電活動較為頻繁，而我國電力系統的事故和障礙中，雷電事故在其中占有著很大的比例，這些事故不但影響了電力系統的日常供電，而且增加了輸電線路及設備維修的工作量。如果電力系統的設備保護不夠完善，則會引起其設備絕緣的損壞，影響安全供電。如何減少輸電線路的雷害事故，較少電力損失，并保證生產和生活中的輸電線路的安全性，是電力系統安全運行的一項重要課題之一。

4.防雷技術在輸電線路設計的應用

輸電線路大多較長，且沿線經過山嶺、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷電活動頻繁地區，遭受雷擊的機率較高。雷擊架空輸電線路引起跳閘是昀常見的雷害事故，不但影響電力系統的正常供電，增加線路及開關的維護工作，而且由于輸電線路上落雷，雷電波會沿線路侵入變電站，若變電站設備保護措施不完善或失靈，往往會損壞站內設備的絕緣，造成重大損失。為此，在輸電線路的設計中必須重視防雷設計，通過采取綜合的防雷措施，以提高線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率，確保線路和站內設備的安全運行，進而提高電網供電可靠性。

4.1提高輸電線路的絕緣水平

輸電線路的絕緣水平直接影響著其耐雷水平，采用科學的檢測手段，加強零值絕緣子的檢測，以此確保輸電線路的絕緣強度符合標準，同時這也是確保線路耐雷水平的重要措施。通常在設計輸電線路時，應結合工程實際情況，對比各種絕緣子性能，分析其特性，以便選擇昀佳的絕緣子。當前，由于玻璃絕緣子具有良好的耐電弧性、不易老化等優點，因而在輸電線路設計中被廣泛應用。

4.2降低桿塔接地電阻

如果要確保雷電電流流順利接入大地中，輸電線路桿塔就必須接地，為了提高送電線路的抗雷擊性能，就應盡量采取有效的方法降低送電線路桿塔的接地電阻。輸電線路接地電阻值大小直接影響著其耐雷水平。要想降低桿塔接地電阻就必須對桿塔區域的土壤電阻率情況有充分的了解，這樣才能采取有效的手段來降低桿塔接地電阻。降低桿塔接地電阻的方法較多，而能夠獲取昀好效果的方法就是對送電線路桿塔接地進行改良，主要能從以下幾方面著手：第一，選擇更好的送電線路桿塔接地材料。采用新型接地材料，例如優質的非金屬接地模塊。相較于傳統接地材料，非金屬接地模塊具有適用地區廣、成本經濟性好、施工方便、占地小、吸濕性強、保濕特性，抗電流沖擊能力強，耐溫差性能強等特征和優勢，能夠昀大程度降低接地電阻，不僅提高了接地效率，還保證了接地體的穩定性。第二，采用新型降阻劑。傳統的降低接地電阻的方法較多，但是均存在一定的缺陷，隨著時代發展，已經不再適用。而采用新型降阻劑的方法，能夠起到較好的防雷擊、防干擾、防靜電作用。

4.3安裝線路避雷器

在輸電線路桿塔上安裝避雷器，這樣在線路受到雷擊后，雷擊電流超過規定值時，通過避雷器能夠將雷電電流分流，一部分分流到相鄰的桿塔，另外一部分分流進入大地中，從而保證絕緣子不會發生閃絡。線路避雷器的材料主要為金屬氧化物，該材料具有吸收各種雷電過電壓并操作過電壓的能力。當前，輸電線路中常用的避雷器主要有兩種，分別是無間隙型避雷器和帶串聯間隙型避雷器。其中無間隙型避雷器直接與導線相連接，是基于電站型避雷器而創新出的新產品，具有眾多優點，包括無放電時延、吸收沖擊能量可靠、避雷器本體完全不帶電等;而帶串聯間隙型避雷器是通過空氣間隙與導線相連接，主要具有使用壽命長、可靠性高等優點。而兩者中又以帶串聯間隙型避雷器應用昀為廣泛。

4.4其他防雷措施

第一，設計中選擇輸電線路路徑時，應充分考慮線路架設區域的情況，特別是雷電多發區域或是不利于開展防雷措施的區域，在設計中必須盡量避開，如果線路桿塔接地無法避免必須設置在容易遭受雷擊的地區，在設計時應采取有效措施來降低接地電阻。第二，結合當地實際情況以及防雷方面的經驗、特點，選擇即經濟適用又可靠有效的避雷方式方法。第三，在設計中如果無法避免雷電多發區域，則必須盡量減少大跨度設計，同時在規程允許的范圍內降低桿塔高度。第四，加強輸電線路的驗收。對于新架設投產的輸電線路，必須做好相關驗收工作，對接地體埋深進行檢查，確保其符合規程要求;檢查射線長度，確保其符合設計長度標準;對接地體和接地引下線進行檢查，確保兩者之間的電氣連接安全可靠等。第五，日常生產工作中，加強對輸電線路線損情況檢查、維護、管理工作，對于老舊線路，應盡量更換為新型線路;針對雷擊多發區域的線路，必須加大整治力度。

4.5恰當運用線路避雷器

對于采取上述防雷措施后，雷擊跳閘依然比較頻繁的地段，可考慮安裝線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發生閃絡。根據實際運行經驗，在雷擊跳閘較頻繁的輸電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。但由于裝設避雷器投資較大，設計新建線路中較少使用。

5.結束語

總之，從輸電線路設計防雷措施的原則、輸電線路雷擊跳閘原因以及輸電線路設計防雷措施方面進行了分析與探討，具有非常重要的意義。不僅有助于提高輸電線路設計水平，確保輸電線路的正常運行，還有助于促進我國電力事業的可持續發展。

參考文獻

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