輸電線路防雷設計與運維技術

邱志燦

（國網呼倫貝爾供電公司海拉爾輸電工區 內蒙古 呼倫貝爾 021000）

引言

隨著社會經濟生產的發展，對電力的需求快速增長，除了要求足夠的電力能源，還需要能夠提供穩定的電力資源，減少因各種自然災害造成的電力供應中斷，尤其是雷擊現象，所以必須在輸電線路的設計和運維中減少雷電造成的影響。

1 防雷設計的原理和措施

雷電之所以會對輸電線路產生巨大的影響，首先是雷電在放電過程中的高熱效能會導致輸電線路上的金屬導線融化，嚴重時會造成斷線或倒桿等。同時在雷電放電中，輸電線路被雷電擊中的點瞬間電壓可到10萬伏，嚴重破壞電氣設備和導線，發生短路、跳閘、火災等。在雷電形成的過程中，還會產生大量的電磁效應，產生變電磁場，輸電線路中的電流增加，嚴重的話會瞬間燒毀輸電線路。對此必須有針對性的進行防雷設計。

1.1 選擇合理的輸電線路路徑

輸電線路在不同的地理環境和條件下，遭受雷擊的概率不同，因此在輸電線路路徑的選擇上要盡量避開容易導致雷擊的區域，如：線路規劃時要對經過區域的氣象信息進行全面收集，特別要綜合考慮線路經過區域的雷電活動頻率；要盡量遠離水域、樹木、高大的建筑物等；避開山谷和峽谷，地下水位過高或者地下有導電礦物質的區域；盡量不要選擇土地電阻率不穩定，會發生變化的區域；遠離山坡的陽面以及土壤條件較好的山地。對于無法避開的區域，盡量減少在雷電密集較大的區域布線，并且安裝合適的避雷裝置。

1.2 在輸電線路中合理設計避雷保護系統

為降低雷擊帶給輸電線路的影響，可以加入避雷保護系統，把雷擊放電帶來的強電流引入地下。在220kV及以上的超高壓輸電線路中，必須全線架設雙避雷線。在110kV的輸電線路中，根據線路架設的實際情況，可以架設避雷線，但如果是在山區的環境中，需要架設雙避雷線。在雷電現象發生比較頻繁的區域，對于中低壓輸電線路，也需要架設適當的避雷線。

在輸電線路的桿塔頂部安裝避雷針，將雷電產生的過電流導入接地裝置。

引雷塔作為一項可以有效降低雷電影響的裝置，可以布置在雷電氣候多發的區域，特別是高壓架空輸電線路應配備獨立的引雷塔。在引雷塔的結構設計上，要確保可控避雷針比被保護物的突出位置高，在塔頂和被保護物之間形成負保護角，把雷云放電通道引入引雷塔身后，將雷電導入大地中。引雷塔的避雷效果好，且保護的范圍也比較廣泛。

1.3 強化防雷裝置

在山區環境中，可以具有優良導電性能的防雷裝置安裝在接地網絡周邊，形成良好的接地引流效果。如果采用塔桿接地裝置，要結合土壤的電阻率，加大一級使用接地裝置，也可以采用新型石墨接地材料，保障接地裝置平穩運行。

1.4 采用策略降低接地電阻

在僅僅通過避雷裝置無法達到理想避雷效果的情況下，可以配合使用接地電阻，共同降低雷擊的影響。可以采用的方法有幾點。第一，采用爆破技術改變土壤的性能。該技術通過爆破讓土壤開裂，從裂縫滲入低電率的物體到地底下，改變一定范圍內土壤的導電能能。第二，使用降阻劑，這是方法是將一些化學試劑，安裝在桿塔周圍，使網狀膠體中的強電解質融入土壤中，起到降低土壤電阻的效果。

2 輸電線路運維管理的措施

2.1 提升電網管理的智能化水平

對輸電網絡的運行維護，隨著電網的擴大和技術水平的提升，必須建立智能化的輸電運維管理，這就要求在輸電網絡的建設試施工中，要加入智能化的模塊，實現對線路的智能化、可視化、動態的監控，并且能夠實時傳輸數據，對監控過程發現的故障進行預警。在5G網絡通信技術的支持下，可以發揮無人機巡檢的優勢，結合物聯網技術，獲得運維的大數據，同時建立跨部門的平臺，對可能影響輸電線路安全的因素包括氣候條件、施工等進行聯合的管控，實現預測、預警和提前方案處理。

2.2 科學選擇檢修模式，加強線路巡視。

對輸電線路進行定期的巡視。結合運行狀態，制定運維計劃，可以結合運維大數據，采用先進的無人機巡視、動態監控、紅外設備、物聯網等形成跨部門的科學巡視。對發現的缺陷要及時記錄、反饋、維護。

加強故障巡視。對于輸電線路容易出現故障的區域，除了常規的巡視，還要加強對容易出現故障區域巡視，進行有針性的維護。對這些區域，要加強人工的巡視，避免設備巡視監控的死角。

特殊的巡視。在氣候多變，自然災害頻發的區域，比如夏季的山區環境，要針對薄弱點進行特殊的巡視，并對整個輸電線路嚴格巡視，發現異常及時反饋和檢修。

在輸電線路的巡視和檢修工作中，要進行詳記錄、有效總結、準確記錄各項數據，并且要記錄在一體化的運維管理平臺中，建立檢修數據庫，形成有實際操作性的檢修經驗。

2.3 加強對輸電線路運維的管理監督力度。

輸電線路的運維將朝著智能一體化平臺的方向發展，這意味著電網的運行管理涉及到各方的利益和龐大的資金，必須加強管理監督的力度。通過加強對運維的管理監督力度，培養有擔當、有技術、有責任心的運維管理隊伍，制定嚴格的管理監督制度，并能夠按章辦事。

3 結語

雷電是一種常見的自然現象，在輸電線路的運行中無法完全避免雷電造成的損失和隱患。可以根據雷電的特點，在輸電線路的設計中加入適當的防雷設計，來降低雷電的影響，并且運維管理中提高運維管理平臺智能化的水平，加強線路巡視和檢修，加強對運維管理的監督力度，保障輸電線路的運行安全和效率。