09.02 淺析輸電線路防雷技術與維護措施

淺析輸電線路防雷技術與維護措施

王晶

摘要：我國地域廣闊，輸電線路複雜多變，影響因素眾多，其中雷擊帶來的危害巨大，是需要高度重視與解決的問題。分析概述輸電線路雷擊危害，探討輸電線路防雷技術與維護措施。

關鍵詞：輸電線路；防雷技術；維護措施

中圖分類號：TM863 文章編號：1674-2583(2018)07-0085-03

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2018.07.023

中文引用格式：王晶.淺析輸電線路防雷技術與維護措施[J].集成電路應用, 2018, 35(07): 85-87.

Protection Technology of Lightning Strike and Maintenance Measures for Power LinesWANG Jing

Abstract: Because of the vast area of our country, the transmission line is complicated and changeable, and the influence factors are numerous, and the damage caused by lightning strikes is great. It is a problem which needs to be paid more attention and solved. The lightning damage of transmission lines is analyzed and the lightning protection technology and maintenance measures for transmission lines are discussed.

Key words: power line, protection of lightning strike, maintenance measures

輸電線路安全對電力網絡正常運行影響很大，當前大部分輸電線路都在空曠地方分佈，運行期間極易出現雷擊故障，讓電力設備發生危害。如在雷擊影響下出現火災事故，將對電力網絡正常供電帶來不利影響，並嚴重威脅著人們生命財產安全，如何加強輸電線路防雷工作是我們需要重視與儘快解決的問題。

1 輸電線路雷擊危害

常見雷電形式包括直擊雷、感應雷和球形雷等，其中前面兩種對輸電線路運行影響很大。對直擊雷來說，會引起電氣設備短路、損壞等安全事故，不利於周圍電力網絡的供配電順利進行。感應雷帶來的損壞和直擊雷關係比較緊密，雷雨雲放電和靜電感應將產生電磁感應，輸電線路、電力設備周圍區域被雷電擊中以後，將造成周圍區域磁場變化非常大，輸電線路將產生感應電荷，形成感應電壓，線路內部發生感應電流[1]。只要感應電壓比電力設備耐壓值還大，則容易擊穿輸電線路上相關器件，讓其出現短路、斷路等故障。

2 輸電線路防雷技術

2.1 減小杆塔接地電阻

對雷電活動頻繁、土壤電阻率較高的地區，應該安裝避雷器，能夠避免絕緣子出現閃絡現象，並設置線路防雷用金屬氧化物避雷器，能夠避免雷直擊導線，或者是雷擊對塔頂、避雷線造成破壞，讓絕緣子發生衝擊閃絡問題，有效解決線路雷擊跳閘問題。對此要將資金最大限度利用起來，實現效益的增長，要按照運行經驗，選擇最恰當的線路防雷用避雷線安裝位置[2]。針對部分易擊區選擇雙避雷線，這種方法也更為有效和經濟，讓避雷線保護角被縮短，加強對雷擊跳閘事故的防範。避雷線要在每個基杆塔處接地，通過對接地電阻的減小，一般能夠讓線路耐雷水平得到提升，避免出現反擊。接地電阻影響因素較多，其中最為關鍵的是土壤電阻率 ρ，因此其值要為雷雨中最大值，其計算公式如下。

ρ = ρo×φ（1）

其中： ρo 表示雷季中無雨水條件下土壤電阻率，φ 表示土壤乾燥程度的季節係數，其值通常為1.3。如果某地區土壤電阻率不高，則要選擇杆塔自然接地電阻，而若是電阻率較高，降低接地電阻存在困難的情況下，要選擇多根放射性接地體，並採取降阻濟讓接地電阻減小。雷季乾燥的條件下，避雷線的線路每基杆塔工頻接地電阻相關數值如表 1 所示。

2.2 架設耦合地線

對雷擊活動頻繁的地區，或者是容易出現雷擊故障的塔杆與地段，或者是減小電阻存在一定難度的地段，需要將一條架空線設置在的導線之下，即耦合地線，讓避雷線和導線之間的耦合得到加強。這樣能夠減小線路絕緣子鏈上過電壓，讓雷電流分流作用更好發揮出來，通過實驗證明通過增加耦合線，能夠讓線路跳閘率減少約二分之一。這樣避雷線與導線間的耦合係數才會得到提升，讓雷擊電流從杆塔兩側分流，實現輸電線路耐雷水平的提升。

2.3 加強線路絕緣

輸電線路在跨越大江或者是跳躍兩座山丘等特殊地段中，需要設置特殊的高杆塔，其落雷幾率很大，等值電感較大，塔頂電位和繞擊率較高，從而極大提升了線路雷擊跳閘率。要想減少雷擊跳閘率，要將絕緣子片數安裝在高杆塔上，提升大跨越檔距地線，即讓導線間距離變大，這樣線路絕緣將得到加強[3]。特高杆塔若是在 40 m 以上，高度每提升 10 m，需要設置一片絕緣子，全國超過 100 m 杆塔，絕緣子數一般採取專門的方法進行計算，並確定為中性點經消弧線圈接地方法。而在雷電活動頻繁、接地電阻降低難度大的地方，100 kV 電網要把中性點直接接地轉變成經消弧線圈接地，如此大部分單相雷閃接地故障能夠自動消除。對於二相、三相落雷來說，因為先對地閃絡一相為一條避雷線，會讓耦合作用變得更加明顯，減小了沒有閃絡相的絕緣子鏈上的電壓，讓其擁有更強的耐雷水平。35 kV 電網中性一般為絕緣的，很多時候要利用消弧線圈接地，讓防雷性能得到提升。

2.4 裝設自動重合閘

因為雷擊閃絡後絕緣性能一般情況下可以在跳閘後逐步恢復，通過對自動重合閘的安裝，在減少線路雷擊事故上效果比較明顯。當前國內超過 100 kV 的高壓線路重合閘成功率為 75%～95%，35 kV 以下線路一般在 50%～80% 之間，隨意各級電壓線路需要將自動重合閘裝置設置好。

2.5 線路交叉部分防雷保護

線路交叉容易產生較弱空氣間絕緣，雷擊後讓絕緣弱點出現閃絡，兩條交叉線路也將一起跳閘，這樣會引起電力系統繼電保護非選擇性動作，增加系統事故幾率。若非不一樣壓力等級架空線路相互交叉出現閃絡，會為較低電壓等級網絡電氣設備造成損壞。尤其是當高壓線路為通信線路帶來閃絡現象以後，將引起人身事故，破壞性加強，需要對線路交叉點做好防雷保護措施[4]。

對此交叉要和杆塔保持較近的距離，交叉檔兩端上下方線路的基杆塔要設置人工接地，電阻值必須與表 1 要求相符。如果存在木質絕緣，要將管型避雷器和保護間隙設置好，交叉點和杆塔的距離要在 40 m 以內，對最近杆塔做好保護措施，交叉距離達到表 2 規定要求後，交叉檔則不能採取保護措施。

3 輸電線路維護措施

要想讓輸電線路更加安全與穩定，電力企業需要提高重視程度，在日常管理中做好輸電線路維護工作。在架設輸電線路之前，施工單位應該深入考察輸電線路敷設區域地形、氣候等情況，在設計過程中與臨江側山坡、向陽坡和容易被雷擊的區域避開。特別是針對山地區域，接電線埋設一般較為複雜，施工單位需要提前將線路架設準備工作做到位。

針對已經投入運行的輸電線路，應該大力開展防雷研究工作，全面統計分析輸電線路運行情況，確定雷擊多發的時間與地點，重點做好維護工作。對輸電線路維護工作來說，不能只停留在規章制度上，應該從線路實際運行狀況出發，將線路檢修維護工作做到位，針對雷擊事故多發區域應該提升巡視次數，及時對線路周邊樹枝等障礙物予以清理，將輸電裝置絕緣性檢測工作做好。一些輸電裝置運行期間因為各種因素的存在，將引起絕緣不良等情況，所以要通過提升避雷針虛擬高度，讓雷擊擊落於避雷針上，從而解決了以往避雷針出現的“側擊”問題。

總之，雷擊有著分散性、隨機性等特點，無法對雷擊點和雷電參數進行有效控制，雷擊線路跳閘事故分析難度較大，對此記憶引發各種雷擊事故，讓電網運行安全性與穩定性受到不利影響。對此要加強對輸電線路的防雷設計，全面掌握地區地理、氣象等狀況，通過深入的調查與分析，清楚輸電線路運行情況，將防雷措施做到位，加強後期維護管理，為電網安全穩定運行創造更加有利的條件。

參考文獻

[1] 王魁業.淺析輸電線路防雷技術分析及維護措施[J].科技創新導報，2017，(28):62-66.

[2] 郭志剛.輸電線路防雷技術及維護措施探討[J].科技與創新，2014，(08):13-15.

[3] 廖若華.淺析輸電線路防雷技術及維護措施[J].黑龍江科技信息，2013，(27):69.

[4] 趙瑞.淺析輸電線路防雷技術分析及維護措施[J].科技與企業，2013，(15):262.