周巧勇 朱丹陽

摘要：據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計，在電力系統(tǒng)運行中，雷擊故障是最為常見的危害之一，且發(fā)生雷擊事故會對系統(tǒng)造成巨大的破壞，導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路情況，嚴(yán)重時會引發(fā)火災(zāi)，威脅到生命財產(chǎn)安全。因此，必須要加強(qiáng)輸電線路的防雷性能，將雷擊造成的影響降到最低。本文便針對輸電線路設(shè)計中，應(yīng)用線路防雷技術(shù)進(jìn)行探究，分析有效的防雷技術(shù)，為輸電線路防雷打好經(jīng)驗基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：輸電線路設(shè)計;線路防雷技術(shù);應(yīng)用研究

近年來我國的社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了不俗的成績，為了更好地推動社會生產(chǎn)，提升人們的生活質(zhì)量，開始大力推進(jìn)智能化電網(wǎng)建設(shè)，輸電線路在數(shù)量和長度上都不斷增加。但由于我國的地域廣闊，很多的輸電線路架設(shè)在山地和丘陵，自然氣候環(huán)境會對輸電線路造成影響，尤其是春夏季節(jié)的雷雨天氣，對輸電線路運行有著極大的危害。所以，在輸電線路設(shè)計中，一定要考慮到雷擊事故帶來的危害，加強(qiáng)防雷技術(shù)的應(yīng)用。

1雷電對于輸電線路的危害

雷電多在春夏兩季，雷擊事故多發(fā)生在高層或者帶有尖端的建筑上。輸電線路在運行過程中，如果遇到雷雨天氣，極易受到影響造成線路故障，也就是我們經(jīng)常提到的雷電事故。具體來講，雷電對于輸電線路的影響，大體表現(xiàn)在三個方面：①雷電在出現(xiàn)時會伴隨著高熱效應(yīng)，當(dāng)輸電線路遭受雷擊，會瞬間產(chǎn)生巨大的電流，高電流會造成輸電線路的溫度開始升高，當(dāng)溫度升高線路內(nèi)金屬熔點時，便會將金屬導(dǎo)線融化、造成輸電線路桿塔倒塌等情況，屆時電力系統(tǒng)會陷入癱瘓狀態(tài)。②雷電現(xiàn)象發(fā)生時會伴隨高壓效應(yīng)，雷擊帶來的電壓值可高達(dá)十萬伏特以上，一旦打在輸電線路上，會直接讓輸電線路因高壓引發(fā)跳閘、短路的情況，還會直接燒毀變壓器，對于輸電線路以及相關(guān)的電氣設(shè)備都會造成不可逆的損失，同時還會威脅到人們的生命安全。③雷擊現(xiàn)象發(fā)生時，除了會伴隨極高的電流和電壓外，還會具備電磁感應(yīng)，會直接在輸電線路周圍形成電磁場，讓輸電線路的電流不斷增大，加上雷電帶來的高熱效應(yīng)，讓輸電線路面臨運行危險。

2雷擊現(xiàn)象的成因

2.1桿塔因素

雷擊現(xiàn)象是電子能量匯聚在云層產(chǎn)生電荷，電荷能量傳到地面的一個過程。輸電線路承載著電力傳輸?shù)闹卮笕蝿?wù)，在設(shè)計過程中必須要考慮到雷電帶來的危害。桿塔是架設(shè)輸電線路的關(guān)鍵所在，但桿塔的存在導(dǎo)致云層產(chǎn)生的電荷能量，能夠借助桿塔傳到地面，雷電發(fā)生時帶來的電壓穿透力強(qiáng)，桿塔防御不足會直接發(fā)生雷擊事故，因此在輸電線路的設(shè)計環(huán)節(jié)中，都會對桿塔的設(shè)置有充分考慮。只有不斷提高桿塔的電感能力，才能夠?qū)⒗纂姺磽袅Χ瓤刂圃诤侠矸秶３酥?，輸電線路遭受雷擊受損嚴(yán)重的原因，還與桿塔的距離有關(guān)系，桿塔過于接近，雷擊現(xiàn)象出現(xiàn)后會產(chǎn)生分流情況，導(dǎo)致線路受損。

2.2自然環(huán)境因素

我國地域廣闊，很多地區(qū)自然環(huán)境都比較惡劣，譬如山區(qū)，氣候變化不定，加上大量的樹木植被，非常容易誘發(fā)雷擊。因此電網(wǎng)的建設(shè)以及輸電線路的架設(shè)都非常容易受到自然環(huán)境氣候的影響。在山區(qū)的輸電線路或者沿海地區(qū)的輸電線路，都要比平原地區(qū)更容易遭受雷擊。因此在輸電線路的設(shè)計中，一定要結(jié)合地域氣候以及周圍實際環(huán)境來制定合理的防雷策略。

3輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1科學(xué)布置輸電線路

上述文中提及輸電線路遭受雷擊故障的情況，與地域環(huán)境有著直接的關(guān)系，所以在輸電線路設(shè)計中，一定要對當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、氣候條件以及周圍地質(zhì)條件等進(jìn)行詳細(xì)的考察與分析，在布設(shè)輸電線路時，避開雷電多發(fā)地，遠(yuǎn)離大面積的高大植被，降低雷擊發(fā)生幾率。通常情況下，幾種區(qū)域是我們提到的“雷電多發(fā)區(qū)”：

①含有導(dǎo)電性能的礦藏且同其他地區(qū)相比地下水位較高的地區(qū);②處于順風(fēng)向的河谷或者山谷風(fēng)口處;③農(nóng)田、山谷、山坡斷層等土質(zhì)電阻率低或者地質(zhì)電阻率變化較大的區(qū)域;④水資源豐富的盆地;⑤大面積高大植被覆蓋區(qū)域，森林、樹林等。

3.2科學(xué)合理的安裝避雷線、避雷針等設(shè)備

輸電線路本身就是用來進(jìn)行電能傳輸，不論如何設(shè)計，也很難保障線路不會受到雷擊影響，且輸電線路的設(shè)計本身還需要考慮很多的因素。當(dāng)前最為有效且應(yīng)用最為廣泛的方法，便是在輸電線路上安裝相應(yīng)的避雷裝置。

①安裝避雷線，這是很多的輸電線路在防雷設(shè)計上的首選方法，避雷線能夠在雷擊發(fā)生時實現(xiàn)分流作用，同時其自身具備屏蔽效果，能夠有效降低輸電線路的雷擊傷害。除此之外，避雷線還能夠間接提升絕緣子的性能，讓桿塔的防雷效果得以提高。可以說，避雷線是輸電線路防雷設(shè)計中，不可或缺的裝置。在對輸電線路進(jìn)行避雷線的安裝工作前，需要充分考慮到輸電線路的電壓情況，我們將輸電線路的電壓分為三個檔，分別是35kV及以下、110kV-220kV以及220kV以上，電壓越高，越容易引發(fā)雷擊現(xiàn)象，因此第一種不需要安裝避雷線，第二種便需要在輸電線路上做好避雷線的安裝，而第三種，也就是220kV以上的電壓，輸電線路上要安裝雙避雷線。

②在桿塔的最頂端安裝負(fù)角保護(hù)針，當(dāng)雷電現(xiàn)象發(fā)生時，負(fù)角保護(hù)針可以在雷擊發(fā)生時分擔(dān)大部分的電壓，降低雷電對桿塔的貫穿力度，同時也能夠有效減少繞擊現(xiàn)象。

③可控避雷針的安裝。當(dāng)桿塔承受雷擊時，可以借助可控避雷針的反射作用，在針頭部位產(chǎn)生強(qiáng)磁場效應(yīng)，實現(xiàn)脈沖放電。但安裝可控避雷針時，需要與接地設(shè)備以及支架等進(jìn)行綜合的考量。

3.3有效利用自動重合閘、接地電阻

自動重合閘裝置可以對輸電線路進(jìn)行有效保護(hù)，在架空輸電線路中應(yīng)用效果更為凸顯。該裝置在應(yīng)用過程中可以呈現(xiàn)出單相重合閘、三相重合閘以及綜合重合閘等多種不同狀態(tài)，降低因線路故障造成的停電次數(shù)。另外，同其他的設(shè)備相比，重合閘成本相對較低，但有著良好的性能，適合普遍推廣應(yīng)用，加上重合閘具有自動化功能，將雷電對輸電線路的負(fù)面影響有效降低。

針對接地電阻，可以采取以下幾種方式來減小接地電阻：

①延長接地線。接地線越長，越能夠降低線路中的電阻，降低雷擊故障。②采取垂直接地法。把垂直接地體設(shè)置在接地線上，實現(xiàn)降低電阻的效果。③采用換土方式。在桿塔附近的土壤中如果電阻率比較高，可以采取這種方式來降低土壤的接地電阻，避免雷擊對桿塔造成傷害，降低輸電線路雷擊故障的幾率。

3.4采取針對性措施

地域環(huán)境不同、氣候條件不同等都會造成地區(qū)之間雷擊發(fā)生幾率不同、雷擊造成的事故大小不同。有些地區(qū)雷擊事故一年不過一兩次，有的地區(qū)雷擊事故頻發(fā)，要針對這些地區(qū)的特點來采取針對性的措施。譬如架空輸電線路、大跨越式輸電線路以及輸電線路之間大高差、大檔距等問題，都需要針對性采取防雷措施，制定可行的防雷方案。如果輸電線路是大跨越式，則應(yīng)該不斷強(qiáng)化防雷技術(shù)，像在戈壁區(qū)域，大跨越式的輸電線路，其桿塔超過40米，不利于防雷保護(hù)，要通過改變接地線長度、延長接地線或增加接地線數(shù)量等方式來降低桿塔接地電阻。

結(jié)語：

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷加大，輸電線路的覆蓋面積也在不斷增長。長時間在自然環(huán)境下運行，非常發(fā)生雷擊事故，因此必須要不斷提升防雷設(shè)計水平，針對特殊地區(qū)、特殊環(huán)境下的輸電線路，要制定合理的防雷預(yù)案。

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