輸電線路的運(yùn)行檢修和防雷技術(shù)分析

陳容輝

國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福清市供電公司，福建 福州 350300

0 引言

我國(guó)的輸電線路隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷增加，這也提升了輸電線路運(yùn)行檢修的難度，暴露出傳統(tǒng)運(yùn)行檢修工作中存在的問題。同時(shí)，輸電線路的雷擊問題也有所增加。因此，文章主要對(duì)輸電線路運(yùn)行檢修以及防雷技術(shù)展開綜合分析，對(duì)促進(jìn)輸電線路運(yùn)行檢修技術(shù)和防雷技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。

1 輸電線路運(yùn)行檢修方式及其效率提升策略

1.1 檢修方式

輸電線路運(yùn)行檢修工作范圍廣，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，隨著輸電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，其工作內(nèi)容不斷增加。

（1）絕緣子檢測(cè)。對(duì)輸電線路及設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行檢測(cè)，明確線路及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶故障設(shè)備并修復(fù)，從而提高線路及相關(guān)設(shè)備的可靠性。其中，較為重要的是絕緣子檢測(cè)，主要采用電阻測(cè)試、分布電壓查驗(yàn)等手段來確定絕緣子狀態(tài)，在氣候干燥時(shí)采用分布電壓查驗(yàn)法更為科學(xué)。另外，可以融入紅外測(cè)溫設(shè)備，其操作簡(jiǎn)便，能夠快速鎖定絕緣子缺陷并形成對(duì)應(yīng)的解決策略，提高運(yùn)行檢修工作的效果。

（2）塔桿檢測(cè)。塔桿是支撐線纜以及懸掛安裝輸電線路設(shè)備的支撐系統(tǒng)，在輸電線路運(yùn)行檢修中，需對(duì)塔桿形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)塔桿裂紋、腐蝕、傾斜度、撓度等進(jìn)行檢測(cè)。這些檢測(cè)內(nèi)容具有微觀性，單憑人工肉眼觀測(cè)不能完全發(fā)現(xiàn)問題，故而需要借助一些現(xiàn)代化設(shè)備，如采用智能塔桿檢測(cè)儀對(duì)其傾斜度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量精確度較高；采用撓度測(cè)量?jī)x對(duì)其撓度進(jìn)行檢測(cè)，該設(shè)備在使用時(shí)可以分點(diǎn)懸掛，保證其與塔桿緊密接觸，當(dāng)塔桿發(fā)生一定變動(dòng)時(shí)，撓度測(cè)量?jī)x會(huì)檢測(cè)出相對(duì)位移數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)傳至終端控制器，然后根據(jù)對(duì)照表格或者通過計(jì)算可以確認(rèn)塔桿撓度是否在健康值范圍內(nèi)。此外，每一次運(yùn)行檢修都需對(duì)塔桿進(jìn)行全面檢測(cè)并作出評(píng)價(jià)，若是塔桿存在問題（如裂紋、腐蝕等）則需要及時(shí)處理。為了提升水泥塔桿、金屬塔桿的抗裂紋、抗腐蝕能力，可以涂抹屏蔽材料，從而起到有效隔離作用[1]。

（3）防雷設(shè)備檢修。其主要有避雷器等防雷設(shè)施檢修。輸電線路避雷設(shè)施主要有接收裝置、引電裝置、接地體、接地電阻。在具體操作當(dāng)中主要是有隨時(shí)應(yīng)急檢修、定期檢修等。在檢修過程中需要至少兩人參與工作，一人負(fù)責(zé)操作，另一人負(fù)責(zé)看護(hù)，兩人都必須身著工作服，要有足夠的絕緣措施。避雷設(shè)施所在間隔必須停電，然后采用專業(yè)測(cè)試設(shè)備對(duì)避雷設(shè)施展開全面的測(cè)試。尤其是對(duì)接收裝置是否老化、設(shè)施是否充分接觸（引線是否焊接牢固）、接地電阻數(shù)值是否正常、接地截面是否銹蝕、地下埋件是否露出地面等進(jìn)行觀察、檢測(cè)、評(píng)價(jià)，對(duì)存在問題的部分立刻進(jìn)行修正。另外，對(duì)避雷器外觀完整度、是否存在閃絡(luò)痕跡、封閉是否良好、搖動(dòng)式避雷器運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢和有雜音、計(jì)數(shù)器式避雷器是否完整、避雷器和其他各節(jié)連接是否良好、導(dǎo)線和端子是否連接等進(jìn)行觀察和檢測(cè)。在每次雷電或者雷過天晴之后積極檢查避雷設(shè)施，要對(duì)避雷針、避雷線以及引線是否存在銹蝕進(jìn)行觀察，要按照一定周期檢查避雷針地下50 cm銹蝕與否，若是發(fā)生銹蝕，需要積極更換，需要對(duì)引線和導(dǎo)體間焊接進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須保證焊接充分、焊口平整、沒有氣泡。

1.2 運(yùn)行檢修存在的問題及優(yōu)化策略

輸電線路運(yùn)行檢修目前主要存在巡檢、維修二者溝通不暢，線損工作管理不當(dāng)?shù)葐栴}。除了管理方面沒有突破傳統(tǒng)思路約束，更為主要的是信息化管理水平低，信息化手段薄弱。因此，提升輸電線路運(yùn)行檢修必須從管理思維、管理技術(shù)兩個(gè)方面入手，建立明確的責(zé)任制度、考核制度，以提高運(yùn)行檢修工作人員的工作效率。在管理技術(shù)上主要融入信息化設(shè)備，如紅外測(cè)溫設(shè)備、無人機(jī)技術(shù)、運(yùn)行檢修管理平臺(tái)等。無人機(jī)技術(shù)主要是融入GPS、傳感技術(shù)，能夠?qū)€路以及設(shè)備展開拍攝、感控等工作，獲取數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳回到運(yùn)行檢修管理平臺(tái)，為運(yùn)行檢修工作提供參考。

2 輸電線路的防雷技術(shù)

輸電線路防雷技術(shù)主要是減少線路雷擊損失。為了提升防雷技術(shù)水平，有必要對(duì)輸電線路雷擊原因進(jìn)行分析，提出針對(duì)性措施。

2.1 輸電線路雷擊危害發(fā)生的原因

雷電一般伴隨陰雨天氣發(fā)生，屬于典型的自然放電現(xiàn)象。雷電電壓高達(dá)107～108V，一場(chǎng)中等雷暴可以形成千萬瓦的功率，與小型核電站的輸出功率相差無幾，在其強(qiáng)大的攻擊下，會(huì)導(dǎo)致輸電線路以及設(shè)備被毀壞、擊穿。主要是雷電會(huì)順著線纜快速游走，最終進(jìn)入設(shè)備，毀壞其內(nèi)部線路。導(dǎo)致雷電對(duì)輸電線路以及設(shè)備產(chǎn)生破壞的根本原因如下：第一，輸電線纜以及設(shè)備處在雷電高發(fā)區(qū)內(nèi)。雷電高發(fā)區(qū)指的是經(jīng)常發(fā)生雷擊事故的地區(qū)。一般來說，雷電高發(fā)區(qū)處在高于地表地帶以及四面環(huán)山地帶。高于地表地帶因?yàn)榕c云層距離較近，增加了雷電直擊的可能性，而四面環(huán)山地帶因?yàn)榭諝庵械撵o電難以散逸，在雷電天氣時(shí)會(huì)迅速與雷電發(fā)生反應(yīng)。在輸電線路中有一些塔桿處于這樣的位置地點(diǎn)，必然會(huì)被雷電頻頻破壞。第二，輸電線路配置存在問題。輸電線路因?yàn)樵诟邏弘娏飨聲?huì)形成較大磁場(chǎng)，而雷電本身屬于靜電同樣具有高壓磁場(chǎng)，二者若是彼此碰撞影響會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的雷擊現(xiàn)象。特別是線路密集的輸電網(wǎng)絡(luò)中，磁場(chǎng)更為強(qiáng)大，非常容易與雷電磁場(chǎng)相吸，造成雷電電磁感應(yīng)[2]。

2.2 輸電線路及設(shè)備高發(fā)雷擊位置

（1）塔桿。輸電導(dǎo)線、塔桿、絕緣子、拉線等組成了架空輸電線路，其中塔桿高度較高，當(dāng)發(fā)生雷電現(xiàn)象時(shí)，容易成為導(dǎo)電媒介，形成雷擊塔桿現(xiàn)象，雷電向下傳導(dǎo)若是超過了絕緣子的絕緣極限就會(huì)造成單線接地，導(dǎo)致出現(xiàn)輸電故障。

（2）導(dǎo)線。雷電繞過避雷器直接與導(dǎo)線接觸時(shí)，絕緣子會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象繼而出現(xiàn)跳閘，形成輸電故障。

（3）線路周邊。隨著社會(huì)的發(fā)展，輸電線路上融入了眾多具有內(nèi)部集成電路的設(shè)備，對(duì)雷電的電磁脈沖較為敏感。雷電發(fā)生時(shí)會(huì)直擊周圍環(huán)境，輸電線路會(huì)隨之形成感應(yīng)過電壓，這會(huì)直接增加輸電線路電荷量，乃至于順著線路進(jìn)入變電站進(jìn)而對(duì)內(nèi)部具有高度敏感的電氣設(shè)備形成破壞，造成嚴(yán)重的電擊事故。

2.3 提高輸電線路防雷水平的措施

（1）在電壓超過500 kV的輸電線路內(nèi)一般會(huì)選擇架空地線措施，該措施能夠有效分流電流，從而降低電流集中而吸引雷電的可能性，能夠有效保護(hù)絕緣子不被擊穿。為了保證架空地線充分保護(hù)輸電線路，必須在架空地線架設(shè)上認(rèn)真操作，保證其對(duì)所有500 kV高壓線路提供保護(hù)。高壓和超高壓變電所具有占地面積廣、建筑高度較高等特點(diǎn)，為了維護(hù)平穩(wěn)運(yùn)行，其需要具有強(qiáng)大的防直擊雷的能力，若是只安裝避雷針難以達(dá)到防雷的目的，需要融入架空地線裝置。當(dāng)雷云貼近地面并放射雷電時(shí)，電流會(huì)第一時(shí)間順著架空地線導(dǎo)入地下，起到雷電分流作用。同時(shí)，架空地線能有效屏蔽電磁，降低輸電線纜的電磁感應(yīng)能力。為了保障架空地線分流作用，需要保證架空地線和塔桿地線緊密連接，否則雷電可能突然升高從而發(fā)生反擊。

（2）調(diào)整塔桿接地電阻。只有有效地降低塔桿接地電阻，才會(huì)保證雷電電流快速傳導(dǎo)進(jìn)入大地，避免其出現(xiàn)反擊現(xiàn)象。具體操作如下：①延長(zhǎng)水平方向接地線的長(zhǎng)度，有效縮小電阻沖擊系數(shù)，最終降低電阻率。②對(duì)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行反復(fù)研究，從而合理利用爆破技術(shù)，爆破后需要將電阻率較小的材質(zhì)填充到地下，有效降低地面的電阻率，起到更快導(dǎo)流效果。③及時(shí)利用降阻劑使其作用于地面，降低地面阻抗，該方法對(duì)接地網(wǎng)絡(luò)較為集中處有明顯效果。

（3）積極安裝避雷器、避雷針。避雷器一般安裝在500 kV以上的輸電線纜上，從而有效起到分泄作用，降低雷電影響，保證線纜安全，對(duì)雷電繞擊、雷電反擊都有積極消除作用。同時(shí)，對(duì)起到監(jiān)護(hù)線纜作用但抗雷擊能力較低的設(shè)備具有優(yōu)良保護(hù)作用。在一定距離內(nèi)如何安裝避雷器，以及具體的安裝數(shù)量，需要結(jié)合實(shí)際雷擊發(fā)生率、發(fā)生范圍等決定。

（4）應(yīng)用自動(dòng)合閘系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是在雷電發(fā)生時(shí)，能夠及時(shí)關(guān)閉閘門，瞬間切斷輸電線路，保證其不受雷電影響。目前該系統(tǒng)作為我國(guó)電力系統(tǒng)重點(diǎn)防雷技術(shù)正在不斷完善[3]。

3 結(jié)束語

輸電線路運(yùn)行檢修是保證輸電工作平穩(wěn)推進(jìn)的關(guān)鍵，其主要是對(duì)線路以及電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)塔桿展開動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)放電設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，以及對(duì)竊電行為進(jìn)行管控。其中，防雷策略尤為重要，可以融入降低地面電阻、拉架空地線、引入自動(dòng)合閘系統(tǒng)等方式來綜合防雷，從而降低輸電線路的運(yùn)營(yíng)成本。