劉煒 谷飛

摘要：雷電擊中輸電線路會導(dǎo)致線路短時間內(nèi)形成極高的電壓，由于繼電保護(hù)裝置的存在，為了避免線路被破壞，會主動切斷線路中的電源。若是切斷正處于供電階段的線路電源，會給人們的正常生活造成不利應(yīng)，加大電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。同時，在輸電線路遭遇雷擊的時候，相關(guān)設(shè)備的承受能力以及絕緣水平會大幅下降，從而給設(shè)備帶來嚴(yán)重的安全隱患。輸電線路的正常運(yùn)行決定了線路供電的穩(wěn)定性與安全性，基于此，相關(guān)部門必須高度重視輸電線路的防雷保護(hù)工作，最大程度降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，從而提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，促進(jìn)電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷保護(hù)；有效措施

1引言

在輸電線路運(yùn)行過程中，雷電危害造成的安全事故在全部線路安全事故中占據(jù)著極大比重，影響輸電線路的正常供電?；诖?，全方位討論雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，深刻了解雷擊對輸電線路帶來的不利影響，同時結(jié)合誘因制定行之有效的解決措施，是保證輸電線路正常運(yùn)行與供電的基本所在。防雷保護(hù)能夠顯著降低輸電線路遭遇雷擊頻率以及降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，從而減少雷擊給供電企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，提供輸電線路供電的穩(wěn)定性與安全性?；诖耍疚膶Ξ?dāng)前輸電線路防雷保護(hù)的有效措施進(jìn)行重點(diǎn)討論與分析，望借此為實(shí)際工作提供參考的依據(jù)。

2雷電給輸電線路造成的主要不利影響

就當(dāng)前實(shí)際狀況而言，雷電給輸電線路造成的不利影響主要包括七個方面，其中包括：（1）雷電帶來的高壓可以破壞輸電線路的供電設(shè)備或者相關(guān)元器件，更有甚者會導(dǎo)致斷路器、電力變壓器以及發(fā)電機(jī)的損壞，同時線路上的絕緣子也可能因?yàn)槔讚舳霈F(xiàn)破碎、損壞或者電桿破裂等問題。（2）防雷裝置存在的高電壓以及雷擊造成的高電流會對建筑物造成一定的反作用，感應(yīng)電流過高會導(dǎo)致線路局部溫度急劇上升，從而增加出現(xiàn)火災(zāi)的幾率。（3）靜電流電磁感應(yīng)會導(dǎo)致雷擊周邊區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)度較大的電磁場，并滋生感應(yīng)電流，從而導(dǎo)致線路局部過熱引發(fā)火災(zāi)。（4）雷擊帶來的靜電感應(yīng)會導(dǎo)致被擊中物體產(chǎn)和雷電性質(zhì)完全相反的電流，當(dāng)感應(yīng)電流無法及時被排出時，就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象從而引起火災(zāi)。（5）雷電流機(jī)械效應(yīng)往往導(dǎo)致被雷擊線路出現(xiàn)撕裂、崩潰、扭曲或者爆炸狀況從而導(dǎo)致線路工作人員出現(xiàn)生命安全事故。（6）電流高熱效應(yīng)會在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產(chǎn)生極高的電流，并伴隨大量熱量，從而導(dǎo)致線路相關(guān)金屬出現(xiàn)融化，情節(jié)嚴(yán)重會導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。（7）電流高壓效應(yīng)會在輸電線路遭遇雷擊的瞬間產(chǎn)生萬伏甚至數(shù)萬伏的高電壓，會瞬間擊穿輸電線路的供電設(shè)備，從而引起線發(fā)生短路，更有甚者引發(fā)爆炸或者整體線路癱瘓狀況。

3輸電線路遭受雷擊的主要原因

雷電對輸電線路的影響相當(dāng)大，不僅使供電企業(yè)的正常發(fā)展受到阻礙，而且會給供電設(shè)備供電的穩(wěn)定性造成不利影響?；诖?，要想實(shí)施有效的防雷保護(hù)措施，首先就需要對輸電線路遭受雷擊的主要原因進(jìn)行討論，從而為后續(xù)的決策提供重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。通常來說，輸電線路遭受雷擊的主要因素包括四大類，其中涉及桿塔的接地電阻、雷電流強(qiáng)度、架空地線以及線路絕緣子的放電電壓。結(jié)合輸電線路實(shí)際運(yùn)行狀況以及相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場試驗(yàn)得到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，雷電擊中輸電線路主要和輸電線路所處地形、桿塔高度等因素具有一定聯(lián)系。因?yàn)樽匀灰蛩氐拇嬖冢行﹨^(qū)域的雷電極為活躍，導(dǎo)致輸電線路極易遭遇雷擊，除此之外，地形相對復(fù)雜的區(qū)域，例如山區(qū)、叢林等，會存在明顯的高度差或者相鄰桿塔之間的距離較遠(yuǎn)，使得防雷保護(hù)工作難度較大，從而極易受到雷擊影響。除此之外，輸電線路之所以遭受雷電的反擊主要是由于出現(xiàn)雷電的時候，在避雷針、塔頂部以及雷擊桿的作用下，雷電產(chǎn)生的感應(yīng)電流會借助接地體與塔體，提升桿塔的電位，從而使輸電線路中的電流與電壓在短時間內(nèi)急劇增加。當(dāng)線路中的感應(yīng)電流、電壓超過一定閾值的時候，就會使得桿塔與導(dǎo)線之間出現(xiàn)閃絡(luò)狀況。

4輸電線路有效防雷保護(hù)措施

4.1變電站增設(shè)雷電預(yù)警系統(tǒng)

雷電臨近預(yù)警系統(tǒng)融合了閃電、雷達(dá)以及衛(wèi)星定位等監(jiān)測資料，通過區(qū)域外推、追蹤、識別等算法，自主形成雷電活動區(qū)域移動趨勢以及雷電發(fā)生概率等雷電臨近預(yù)警產(chǎn)品。在雷電臨近預(yù)警系統(tǒng)板塊中，都有單獨(dú)設(shè)計的模塊完成應(yīng)用不同監(jiān)測資料工作，通過衛(wèi)星資料的雷達(dá)資料、云頂亮溫的變化率以及回波強(qiáng)度與閃電定位系統(tǒng)信息等資料，預(yù)測即將面臨雷電活動的范圍。區(qū)域外推、跟蹤、識別算法主要用于雷電綜合預(yù)報模塊以及衛(wèi)星、雷達(dá)、閃電資料應(yīng)用模塊中，對比已發(fā)生閃電活動的區(qū)域與可能會發(fā)生閃電活動的區(qū)域，通過不同時間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)對目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┩馔婆c跟蹤，進(jìn)而預(yù)測將要發(fā)生雷電活動的區(qū)域有，形成不同時空尺度的雷電預(yù)警方法。雷電預(yù)警系統(tǒng)是防止雷電對輸電線路造成影響最基礎(chǔ)的保護(hù)措施。

4.2廣泛應(yīng)用主動防雷技術(shù)

主動防雷技術(shù)是從雷電臨近預(yù)警技術(shù)中整合出的，當(dāng)雷電氣候來臨時，事先發(fā)送雷電預(yù)警命令并使用遠(yuǎn)程控制板塊，自發(fā)切斷阻隔受保護(hù)目標(biāo)的閃電電涌進(jìn)入通道的一種新型技術(shù)。結(jié)合重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)的電氣構(gòu)造特征，擬定出依靠雷電臨近預(yù)警命令，使用遠(yuǎn)端電腦操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制裝置，進(jìn)行全自動隔離、阻斷重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)的閃電電涌進(jìn)入通道。當(dāng)閃電氣候逼近監(jiān)測區(qū)域，同時雷電預(yù)警級別超過設(shè)定的最小值時，控制命令立即使用遠(yuǎn)端控制裝置自動啟動電腦操作系統(tǒng)，馬上變換保護(hù)目標(biāo)電源的供電方式，避免或減少設(shè)備線路中的安全隱患；當(dāng)閃電氣候結(jié)束，且雷電預(yù)警級別低于設(shè)定的最小值時，系統(tǒng)會自動解除控制命令，被保護(hù)目標(biāo)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

4.3加設(shè)避雷線

輸電線路防雷保護(hù)最有效且最簡單的保護(hù)措施就是加設(shè)避雷線。避雷線在輸電線路防雷保護(hù)中發(fā)揮的主要作用就是有效避免雷電直接作用在輸電線路上。除此之外，避雷線發(fā)揮的功效還包括：（1）能夠?qū)旊娋€路導(dǎo)線進(jìn)行屏蔽，從而有效減少雷擊帶來的感應(yīng)電流；（2）避雷線借助對導(dǎo)線的耦合作用能夠最大程度降低絕緣子中的感應(yīng)電壓；（3）在一定程度上起到分流作用，能夠有效降低流入到桿塔中的雷擊電流，大幅減小桿頂電位。

4.4安裝線路避雷器

為了盡可能降低雷擊對輸電線路造成的不利影響，確保輸電線路供電的穩(wěn)定性以及安全性，需要對位于土壤電路率相對較高以及雷電活動較為頻繁區(qū)域中的輸電線路安裝一定量的避雷器。通常而言，其安裝位置一般在跨越度較大的桿塔以及線路出現(xiàn)交叉的區(qū)域。雷擊帶來的感應(yīng)電流在流過導(dǎo)線以及避雷線的時候，因?yàn)橄噜弻?dǎo)線之間存在電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使得避雷線與導(dǎo)線都會出現(xiàn)耦合分量。而避雷器的分流作用遠(yuǎn)大于避雷線的分流作用，所以能夠顯著降低線路中的感應(yīng)電流，從而保護(hù)輸電線路免受高電流、高電壓的危害，實(shí)現(xiàn)保護(hù)輸電線路免受雷擊的目的。

5結(jié)束語

綜上所述，雷擊會對輸電線路的正常運(yùn)行產(chǎn)生極其不利影響，其主要表現(xiàn)在雷擊會導(dǎo)致輸電線路感應(yīng)出極高的電壓，導(dǎo)致局部線路溫度急劇上升，從而引起火災(zāi)或者爆炸事故，不僅影響了人們的正常生活，而且會對電力工作人員的生命安全形成極大威脅。基于此，相關(guān)部門必須結(jié)合實(shí)際狀況，對輸電線路遭受雷擊的主要原因進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)制定行之有效的防雷保護(hù)措施，從而確保輸電線路供電的穩(wěn)定性與安全性，提高電力企業(yè)的核心競爭力，從而獲取更多效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭永喜，黎春曉.西雙版納地區(qū)架空輸電線路雷擊事故分析與防雷保護(hù)措施[J].紅水河，2015，34（01）：60-63+82.

作者簡介：

[1]劉煒，男（1981-09），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作；

[2]谷飛，男（1981-10），本科，助理工程師、技師，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作。