1.引言

根據(jù)電網(wǎng)故障分類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)由雷擊引起的高壓線路跳閘次數(shù)占50%～70%。這多數(shù)是由于自然環(huán)境變化等因素造成。輸電線路通常都是暴露在野外，經(jīng)常會(huì)受到雨水、臺(tái)風(fēng)、雷擊等各種自然災(zāi)害的影響，給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)了不便。雷擊是對(duì)架空輸電線路破壞最大的自然災(zāi)害，雷擊瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)電流會(huì)造成輸電線路無(wú)法承受巨大的負(fù)荷而出現(xiàn)短路、燒毀等問(wèn)題，對(duì)電力系統(tǒng)、電力設(shè)備造成的危害相當(dāng)大，防雷接地的設(shè)計(jì)和維護(hù)可以有效防范這一問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.防雷接地裝置的組成與功能

防雷接地技術(shù)之所以能在電力行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用，主要是因?yàn)榉览捉拥匮b置優(yōu)越的抗雷擊性能。從防雷接地裝置的組成原理看，其作用包括兩方面：一是防雷，采用相應(yīng)的裝置可避免雷擊造成的破壞；二是接地，利用靜電接地的方式，避免靜電對(duì)電力系統(tǒng)造成的不利影響。無(wú)論哪種功能都需要借助于各種裝置才能發(fā)揮相應(yīng)的作用。弄清防雷接地裝置的組成與功能是很有必要的，主要裝置的功能如下：

(1)接受裝置。防雷實(shí)際上是將自然雷電進(jìn)行某種形式的轉(zhuǎn)換，防雷接地裝置在雷電產(chǎn)生之后必須要及時(shí)將雷電吸引接受，這樣才能有效地處理自然雷電。雷電接受裝置是防雷接地發(fā)揮功能的第一階段，其主要是直接、間接接受雷電的金屬桿，對(duì)各種形式的雷電襲擊都有很好的接受效果。常見(jiàn)的雷電接受裝置包括：避雷針、避雷帶、架空地線、避雷器等。

(2)引電裝置。即通常所說(shuō)的“引下線”，引下線實(shí)際屬于一類(lèi)導(dǎo)體裝置，在防雷接地裝置里是把雷電流從接閃器傳輸?shù)浇拥匮b置的構(gòu)件。目前，雷電襲擊的形式總體上分為直接雷擊、間接雷擊兩種，這兩種對(duì)電力輸電線路都會(huì)造成極大的破壞。防雷裝置中運(yùn)用的引下線在機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕、熱穩(wěn)定等方面都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，是輸電線路防雷裝置里不可缺少的組成部分。

(3)接地裝置。接地裝置包含：接地線、接地體兩種結(jié)構(gòu)，其主要是為了防止各種靜電造成的危害。對(duì)于輸電線路而言，其設(shè)計(jì)的接地線不僅防范了雷電造成的危害，也能為維修人員的修理提供方便。如：輸電線路中使用的接地線是由大于25mm2以上裸銅軟線制成，當(dāng)維修人員斷電維修線路后，接地線可防止靜電危害。

(4)接地電阻。接地電阻指的是接地體的對(duì)地電阻之和，阻值大小等于接地裝置對(duì)地電壓與通過(guò)接地體流入地中電流的比值。接地電阻也可看成是衡量接地裝置效率的參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)輸電線路的維護(hù)管理有一定的指導(dǎo)作用。在測(cè)量方面，接地電阻有輔助地極測(cè)接地電阻的性能，如運(yùn)用雙鉗口非接觸測(cè)量技術(shù)無(wú)需打輔助地極可以讓輸電線路的在線測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)。

3.輸電線路的防雷接地措施

輸電線線路防雷接地的設(shè)計(jì)需從多個(gè)角度考慮，不能僅限于某一個(gè)防雷裝置或防雷系統(tǒng)，而是要充分利用好每一項(xiàng)防雷器件的功能特性，然后組合成強(qiáng)大的防雷結(jié)構(gòu)體系。筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn)，歸納了避雷線、避雷器、重合閘、接地電阻等方面的防雷設(shè)計(jì)。

(1)避雷線。輸電線路設(shè)計(jì)中通過(guò)架設(shè)避雷線可有效地屏蔽導(dǎo)線，將雷電產(chǎn)生的電流分解成不同的支電流，由此防止對(duì)導(dǎo)線造成直接性的破壞。在設(shè)計(jì)方案中應(yīng)該把避雷線敷設(shè)在導(dǎo)線之上，避雷線的保護(hù)范圍較廣，可將其作為輸電線路的主要保護(hù)裝置。但是，在避雷線分布時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的對(duì)象合理布置，如：大于220kV的線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線，110kV線路沿全線架設(shè)單避雷線，35kV線路不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)在變電所進(jìn)出線1-2km架設(shè)避雷線。

(2)接地電阻。通過(guò)降低桿塔的接地電阻也能起到很好的防雷效果，這也是輸電線路防雷最直接的方式，這是由于接地電阻的減小能使雷電電流得到緩沖，大大減弱強(qiáng)電流對(duì)輸電線路造成的危害。根據(jù)電力研究的標(biāo)準(zhǔn)顯示，接地電阻越小，雷擊時(shí)桿（塔）頂電位越低，顯著增強(qiáng)了輸電線路的抗雷水平。若輸電線路布置了避雷線，每基桿塔避雷線的工頻接地電阻需控制在表1范圍內(nèi)，同時(shí)接地電阻應(yīng)低于輸電線路承受雷電的能力，如表2所示。

表1 有避雷線架空電力線路桿塔的工頻接地電阻

表2 有避雷線的輸電線路的耐雷水平

圖1 避雷針安裝方法

(3)自動(dòng)重合。自動(dòng)重合的實(shí)現(xiàn)要借助于自動(dòng)重合閘作用的發(fā)揮，這是輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。當(dāng)輸電線路受到雷擊之后，自動(dòng)重合閘可在短時(shí)間內(nèi)完成兩個(gè)動(dòng)作，即先跳閘，后重合。兩個(gè)動(dòng)作的自動(dòng)化完成是傳統(tǒng)重合閘不具備的功能，自動(dòng)重合能減小接地故障對(duì)設(shè)備造成的破壞。在故障跳閘之后盡快合閘，自動(dòng)重合閘可恢復(fù)正常的電力系統(tǒng)運(yùn)行，防止雷擊跳閘引起過(guò)久的停電現(xiàn)象，以免給用戶的用電帶來(lái)不利影響。

(4)避雷針。避雷針不僅普遍用于高層建筑的防雷，在輸電線路中也能起到很好的防雷效果。需要注意的是避雷針并非直接避雷的裝置，其只能把雷電轉(zhuǎn)移到其他地方，僅發(fā)揮了引雷的作用。在防雷接地設(shè)計(jì)中，我們可采用避雷針作為引電裝置，在雷電沿著放電通道對(duì)避雷針?lè)烹娚希牙纂娨氲酱蟮乩锛皶r(shí)釋放，防止輸電線路發(fā)生閃絡(luò)，避雷針安裝方法如圖1所示。對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)雷擊的區(qū)域采用負(fù)角保護(hù)針，該保護(hù)針為上翹30°長(zhǎng)約2.4m的屏蔽針，將這種保護(hù)針設(shè)置于輸電線路的兩邊相，可與導(dǎo)線上方的避雷針組合成新的防雷裝置，常用在直擊雷、繞擊雷等雷擊形式的控制中。

(5)避雷器。從實(shí)際防雷接地改造工作中發(fā)現(xiàn)，接地電阻的運(yùn)用常無(wú)法達(dá)到理想的防雷效果，這是由于裝置性能、線路環(huán)境等因素造成。遇到這種情況時(shí)，在防雷接地設(shè)計(jì)中則可以采用非線形電阻，即“線路避雷器”。這種裝置的作用是將避雷器、絕緣子并聯(lián)在桿塔上若桿塔或避雷線遭受雷擊，桿塔上的防雷裝置能夠串聯(lián)間隙放電，有效避免了絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)，防止輸電線路燒毀、跳閘等問(wèn)題的出現(xiàn)。通常，輸電線路管理維護(hù)人員需要結(jié)合線路所在區(qū)域的雷擊狀況、跳閘狀況、線路流經(jīng)等問(wèn)題，對(duì)避雷器的安裝位置合理選擇，以更好地發(fā)揮防雷效果。

4.輸電線路維護(hù)管理的有效策略

當(dāng)防雷接地設(shè)計(jì)完成之后，電力部門(mén)則需盡快安排技術(shù)人員架設(shè)安裝線路，保持電力系統(tǒng)的持續(xù)供電。除了設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)需要給予高度重視外，對(duì)輸電線路采取科學(xué)的維護(hù)管理措施也是不可缺少的。對(duì)輸電線路維護(hù)之后，可起到“防范故障、在線檢測(cè)、強(qiáng)化管理”等多個(gè)方面的作用。“日常檢修”是輸電線路維護(hù)的關(guān)鍵，在維護(hù)階段需要做到的以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

(1)實(shí)時(shí)管理，及時(shí)檢修。一般情況下，輸電線路維護(hù)期間要采取24h的實(shí)時(shí)管理，這樣可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路故障?？紤]到避免雷擊跳閘造成的停電，電力部門(mén)要強(qiáng)化防雷技術(shù)的運(yùn)用，以先進(jìn)的維護(hù)技術(shù)來(lái)優(yōu)化線路管理效率。電力單位要深刻認(rèn)識(shí)到增強(qiáng)線路的防雷性能，減小線路的雷擊跳閘率等是輸電線路維護(hù)的根本任務(wù)。因此，需要對(duì)防雷設(shè)備的接地綜合管理檢查，參照輸電線路的實(shí)際狀態(tài)制定檢修方案。

(2)立足實(shí)際，狀態(tài)檢修。在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)輸電線路遭受雷擊后，防雷接地裝置會(huì)引起電能耗損過(guò)大，使得輸電線路的傳輸效率大大降低，且增大了輸電線路的運(yùn)行成本。在維護(hù)期間需不斷完善電力網(wǎng)的維護(hù)管理，如：定期清掃線路、變壓器、斷路器、絕緣套管等，這樣可以保持防雷接地裝置的暢通運(yùn)行，為輸電線路的順利運(yùn)行創(chuàng)造條件。

(3)防范雷擊，減少跳閘。防止雷擊是輸電線路防雷接地的主要目的，也是維持線路運(yùn)行的最佳方式。工作人員在維護(hù)線路期間應(yīng)綜合分析系統(tǒng)的運(yùn)行方式、防止雷擊的故障形式、雷擊跳閘的處理技巧等內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)、清理線路周?chē)牟焕蛩?、加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測(cè)，這樣能顯著減輕雷擊對(duì)輸電線路造成的破壞，有效地提升防雷接地的使用性能。

5.結(jié)束語(yǔ)

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，雷擊輸電線路的危害在達(dá)到某種程度后會(huì)直接影響到電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備，從而危及供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。為了避免輸電線路受到破壞，應(yīng)根據(jù)輸電線路的路徑設(shè)計(jì)科學(xué)合理的防雷接地方案，為輸電線路的正常運(yùn)行提供保障。

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