梅海++梅海東++林文杰

摘 要：輸電線路為電網(wǎng)重要部分，其如果在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，將會對整個電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生影響。在電網(wǎng)系統(tǒng)日益完善背景下，輸電線路復(fù)雜性不斷提高，想要對其進(jìn)行有效防雷施工，必須要基于其特點(diǎn)，確定設(shè)計方向和要點(diǎn)，同時從多個方面著手，將防雷措施落實到位，確保滿足電網(wǎng)可靠運(yùn)行需求。文章基于雷電對輸電線路影響，對防雷措施進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷設(shè)計；電網(wǎng)運(yùn)行

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0106-02

雷電為常見自然災(zāi)害，其對輸電線路產(chǎn)生的影響較大，雷擊時會有過大雷電流通過線路，導(dǎo)致輸電線路被燒毀，無法正常供電，對整個電網(wǎng)運(yùn)行效率具有重要影響。為提高輸電線路運(yùn)行可靠性，需要落實有效防雷措施，來消除雷擊對線路產(chǎn)生的影響?；陔娋W(wǎng)運(yùn)行要求，收集輸電線路相關(guān)數(shù)據(jù)，并對多項防雷措施進(jìn)行對比，選擇最佳防雷措施，來滿足電力系統(tǒng)防雷需求，實現(xiàn)電網(wǎng)的有效保護(hù)。

1 輸電線路間運(yùn)行特征

輸電線路是維持電網(wǎng)正常供電的前提，主要包括導(dǎo)線、接地裝置、線路絕緣體以及電線桿等幾部分組成，它們相互協(xié)調(diào)作業(yè)，來維持供電可靠性。輸電線自身具有一定電阻，在供電過程中將會消耗部分電能，最大程度上來降低此問題影響，對電網(wǎng)設(shè)置了變壓器，用于發(fā)電廠輸出電力的升壓，然后利用斷路器進(jìn)行設(shè)備保護(hù)，最后接入輸電線路向用戶供電，保持電力輸送過程的高壓性[1]。就我國電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀來看，銜接輸電線路主要包括電纜線路與架空輸電線路兩種，其中輸電線路又可分為交流和直流兩種，并且直流輸電線路建設(shè)成本高，且對技術(shù)要求嚴(yán)格，一般以交流輸電線路為主。

2 雷電對輸電線路運(yùn)行產(chǎn)生的影響

2.1 雷電災(zāi)害影響

輸電線路運(yùn)行效果在根本上決定了整個電網(wǎng)供電可靠性與穩(wěn)定性，需要采取措施來提高其運(yùn)行安全性，切實滿足實際生產(chǎn)生活需求。目前我國電網(wǎng)建設(shè)日益完善，輸電線路體系也更為復(fù)雜，受外部因素的干擾加大，并且大部分輸電線路需要在野外環(huán)境運(yùn)行，受雷擊災(zāi)害影響嚴(yán)重。受到雷擊影響后，不僅會影響輸電質(zhì)量，還有很大可能造成供電設(shè)備故障和損壞，并且故障檢修維護(hù)難度高，還存在較大安全風(fēng)險。雷擊作用于輸電線路，產(chǎn)生過大雷電流，如果不采取有效防雷措施，將會對電氣設(shè)備以及人身安全產(chǎn)生威脅。

2.2 防雷設(shè)計要求

對輸電線路進(jìn)行防雷設(shè)計，最常見的即設(shè)置避雷線、科學(xué)選擇線路路徑、降低桿塔接地電阻、提高線路絕緣水平等。不同防雷措施性質(zhì)不同，需要從不同角度分析，根據(jù)專業(yè)規(guī)范，確定防雷設(shè)計要點(diǎn)，做好每個細(xì)節(jié)管理。尤其是特殊地形環(huán)境，輸電線路架設(shè)施工難度高，防雷措施設(shè)置與運(yùn)行將要面臨更大挑戰(zhàn)，可以選擇組合方式處理，對輸電線路進(jìn)行強(qiáng)有力防雷防護(hù)。在對輸電線路進(jìn)行防雷設(shè)計時，要注意兼顧實用性與經(jīng)濟(jì)性平衡原則，綜合分析電力安全生產(chǎn)與建設(shè)能力，合理判斷防雷施工目的，結(jié)合實際情況來選擇防雷措施，避免盲目追求防雷施工而造成成本增加[2]。從以往施工中總結(jié)經(jīng)驗，確定科學(xué)合理的防雷治理方案，將各項防雷技術(shù)有效落實到位，促使線路穩(wěn)定高效運(yùn)行，降低雷擊對輸電線路供電質(zhì)量的影響。

2.3 防雷設(shè)計要點(diǎn)

2.3.1 輸電路徑

在確定輸電線路路徑時，核心要求是盡量避開雷擊高發(fā)地段，遠(yuǎn)離雷擊區(qū)，并對無法避免的雷擊區(qū)內(nèi)線路進(jìn)行高效防護(hù)，將雷擊影響降到最低。總結(jié)以往經(jīng)驗可以確定，應(yīng)盡量避免以下區(qū)域：雷暴走廊，如山區(qū)風(fēng)口、順風(fēng)峽谷與河谷等；四周為山丘的潮濕盆地，如水庫、魚塘、沼澤、湖泊以及森林等周邊盡量不要設(shè)置鐵塔；土壤電阻率變化明顯地區(qū)，如地質(zhì)斷層地帶、山坡稻田交界位置、巖石與土壤交界位置等，土壤電阻率越低遭受雷擊的可能性越大；地下水位較高或者地下存在導(dǎo)電性礦區(qū)域，以及土壤電阻率差異較小的山頂、向陽山坡等[3]。

2.3.2 輸電種類

需要根據(jù)輸電線路實際功能需求進(jìn)行選擇，應(yīng)用功能不同輸電線路對應(yīng)最適應(yīng)輸電種類差異較大，目前所應(yīng)用最多的為三相交流輸電。

2.3.3 路中電壓

即在對輸電線路進(jìn)行防雷設(shè)計時，需要提前確定其內(nèi)部電壓，判斷其為哪種輸電電壓類型，常見如特高壓、超高壓與高壓三種輸電線路。實際設(shè)計中，需要結(jié)合輸電線路設(shè)計要求，選擇線路電壓等級。

2.3.4 桿塔選擇

桿塔為支撐輸電線路主要工具，為保證其穩(wěn)定性，需要保證基礎(chǔ)嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范設(shè)置，這樣就需要占用一定土地面積。為緩解桿塔建設(shè)與土地資源之間的矛盾，在桿塔選擇和設(shè)計時，除了要保證其可以滿足基礎(chǔ)功能需求外，還需要盡量減少對面積的占用。同時，輸電線路在運(yùn)行中遇到故障后，需要由技術(shù)人員通過桿塔來進(jìn)行檢修和維護(hù)，因此所選桿塔還應(yīng)便于后期維護(hù)工作的展開。一般情況下，同一條輸電線路應(yīng)選擇型號相似的桿塔，總結(jié)以往經(jīng)驗可得，轉(zhuǎn)角塔可以選擇應(yīng)用角鋼塔，直線塔則可以選擇應(yīng)鋼管塔。

2.3.5 周圍環(huán)境

為減少雷擊災(zāi)害的發(fā)生，降低因為雷擊對輸電線路效率的影響，需要提前對線路架設(shè)環(huán)境進(jìn)行實地調(diào)查，為防雷措施的選擇與應(yīng)用提供依據(jù)。輸電線路供電時會產(chǎn)生電磁效應(yīng)與電磁輻射，對人體健康產(chǎn)生一定影響，輸電線路設(shè)計時要盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域。嚴(yán)格遵循專業(yè)規(guī)范，盡量規(guī)避特殊地區(qū)，提高線路供電綜合效果。

3 輸電線路防雷措施要點(diǎn)

3.1 安裝避雷線

將避雷線應(yīng)用到高壓輸電線路中，可以取得良好的防雷效果，并且對比其他防雷措施來講，所需成本投入更低，一般220kV及以上電壓等級數(shù)輸電線路可以選擇架設(shè)避雷線方式防雷，110kV輸電線路也選擇此種方式。安裝時要保證避雷線對導(dǎo)線具有良好屏蔽效果，避免雷電繞過避雷線直接對導(dǎo)線產(chǎn)生影響，最大程度上來減小繞擊率。盡量減小避雷線對邊導(dǎo)線保護(hù)角，控制在20°～30°即可，例如220kV與330kV雙避雷線線路可設(shè)計成20°，500kV及以上輸電線路，則應(yīng)選擇雙避雷線形式，保護(hù)角則應(yīng)控制在15°以內(nèi)[4]。另外，還需要對避雷線與桿塔進(jìn)行接地。雙避雷線正常工作電流會在每個檔距中兩根避雷線組成的閉合回路內(nèi)感應(yīng)出電流，并產(chǎn)生功率損耗。為減小此損耗，安裝時可以設(shè)置小間隙來對桿塔進(jìn)行絕緣處理，雷擊時間隙被擊穿，促使避雷線接地，保證輸電線路運(yùn)行安全。

3.2 設(shè)置耦合地線

如果無法順利降低桿塔接地電阻時，可以選擇設(shè)置耦合地線方式處理，在導(dǎo)線下方或者附近加設(shè)一根地線，可以加強(qiáng)避雷線與導(dǎo)線間的耦合，減少絕緣子串兩端反擊電壓與感應(yīng)電壓分量。并且，設(shè)置耦合地線還可以在雷擊塔頂時，向相鄰桿塔分流雷電流，進(jìn)而能夠減小雷擊跳閘事故的發(fā)生概率，尤其是山區(qū)防雷效果明顯。

3.3 降低桿塔接地電阻

在針對110kV及以上桿塔輸出線路防雷設(shè)計時，可以通過設(shè)置避雷線來達(dá)到目的，這樣雷電活動時，桿塔底部電阻可以與避雷線合作降低電壓，消除雷擊對輸電線路的影響。設(shè)計時可以利用伸長水平接地體來降低桿塔接地電阻，且電感隨著接地體長度的增加而增加，沖擊系數(shù)也更大，但是總結(jié)以往經(jīng)驗來看，其只有在一定長度范圍內(nèi)有效。還可以選擇應(yīng)用爆破接地技術(shù)處理，通過爆破制裂后，利用壓力機(jī)將低電阻率的材料壓入到土壤裂縫內(nèi)，對土壤導(dǎo)電性能進(jìn)行改善?；蛘咭部梢詰?yīng)用適量的接地電阻降阻劑處理，其作為化學(xué)物質(zhì)自身具有一定導(dǎo)電性質(zhì)，將其設(shè)置到桿塔地極周圍，增加地極面積，達(dá)到降低接地電阻的效果，并且還不會因為雨水沖刷而出現(xiàn)移動或者腐蝕等問題。

3.4 安裝線路避雷器

對輸電線路安裝避雷器，可以在雷擊災(zāi)害發(fā)生時，將過大雷電流傳輸給相臨近的桿塔，剩余電流則直接泄入大地內(nèi)，通過分流來避免雷擊電流對輸電線路造成損害。并且線路避雷器還具有鉗電位功能，尤其是電壓偏高地區(qū)功能更為明顯，同時還可以降低線路建設(shè)成本，提高輸電線路建設(shè)綜合效能，滿足電網(wǎng)供電要求。

4 結(jié)束語

為提高輸電線路運(yùn)行安全性，需要就雷擊災(zāi)害影響進(jìn)行準(zhǔn)確分析，然后基于實際情況，對各項因素進(jìn)行綜合分析后，對比選擇最為合適的防雷措施，從根源上來消除雷電對線路輸電質(zhì)量的影響，避免對輸電線路造成損壞。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉俊男.輸電線路設(shè)計中的防雷措施研究[J].通訊世界，2015（16）：98-99.

[2]殷青巖.輸電線路綜合防雷設(shè)計措施探討[J].科技與企業(yè)，2013

（20）：365.

[3]周亮，張馳.電力輸電線路防雷設(shè)計措施探析[J].低碳世界，2013（18）：101-102.

[4]張俊心.輸電線路設(shè)計與運(yùn)行中的防雷措施[J].科技視界，2013

（03）：185+191.