文顯運(yùn)，周晨飛

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司湖南長(zhǎng)沙供電分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步為電力行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也使得人們對(duì)電能的質(zhì)量提出了更高的要求。目前，電力企業(yè)在建設(shè)電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)中，主要利用高壓輸電線路，提高電壓等級(jí)，形成特定的超高壓輸送網(wǎng)絡(luò)。然而，由于部分地區(qū)的地形和氣候條件存在一定的復(fù)雜性，發(fā)生雷電活動(dòng)的概率較大，這就提高了輸電線路受雷擊的可能性，一旦線路遭受雷擊，就會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)放電和跳閘等現(xiàn)象，從而給線路的正常運(yùn)行造成不利影響。因此，電力企業(yè)必須針對(duì)輸電線路的實(shí)際運(yùn)行狀況以及架設(shè)規(guī)模，采取針對(duì)性的防雷技術(shù)，降低雷電對(duì)線路造成的損害，提高輸電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 輸電線路運(yùn)行防雷技術(shù)分析

通常輸電線路都會(huì)安裝雷電定位系統(tǒng)，雖然其能夠監(jiān)測(cè)雷電故障點(diǎn)，但檢測(cè)的雷電流不是很大，一般不會(huì)超過(guò)25KA。此外，對(duì)于雷擊跳閘的桿塔而言，其在架設(shè)過(guò)程中接地情況良好，接地電阻值均符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求且存在較大的繞擊概率，行業(yè)內(nèi)研究人員發(fā)現(xiàn)，有90%的雷電為負(fù)極性雷，因此，直流電輸電線路中，正極會(huì)非常容易遭受雷擊。

1.1 交流電路

對(duì)于交流電輸電線路而言，其在受到雷擊以后產(chǎn)生的故障區(qū)域特性較為明顯，而且，雷電活動(dòng)活躍程度與地形條件、桿塔形式等方面存在直接聯(lián)系[1-2]。當(dāng)交流線路受到雷擊且產(chǎn)生故障時(shí)，其存在較強(qiáng)的規(guī)律性，表現(xiàn)的特征較為明顯，因此也方便工作人員查找故障點(diǎn)。

1.2 直流電路

對(duì)于直流線路而言，當(dāng)其發(fā)生接地故障時(shí)，線路中的直流系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟控制保護(hù)系統(tǒng)，將線路的整流側(cè)觸發(fā)角移相至160°，同時(shí)，逆變站代替整流站運(yùn)行，將故障電流激發(fā)到游離狀態(tài)，并在一段時(shí)間以后降為零。當(dāng)故障點(diǎn)息弧以后，工作人員需要再次啟動(dòng)直流系統(tǒng)，才能恢復(fù)輸電線路的正常送電功能。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，移相指令開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)差與控制保護(hù)時(shí)延及故障地點(diǎn)距整流站距離存在直接聯(lián)系。因此，要將直流線路保護(hù)動(dòng)作和重啟動(dòng)的時(shí)限設(shè)置為小于交流線路的時(shí)限，盡量減少游離的時(shí)間，如果故障點(diǎn)息弧現(xiàn)象不夠徹底，或者直流系統(tǒng)啟動(dòng)不成功，就能判斷該直流輸電線路發(fā)生的故障為永久性，這就會(huì)給工作人員后期故障點(diǎn)的查找工作帶來(lái)一定的難度。此外，如果工作人員對(duì)直流線路在運(yùn)行方面缺乏深刻的理解或者經(jīng)驗(yàn)不足，就很難在線路受到雷擊故障后準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)位置。

2 輸電線路實(shí)際運(yùn)行中的防雷技術(shù)

2.1 選取合理的輸電線路路徑

由于雷電活動(dòng)的產(chǎn)生存在一定的必要性和特殊性，因此，電力企業(yè)在架設(shè)輸電線路時(shí)，無(wú)法完全避免雷電活動(dòng)的存在，要盡量選擇避開(kāi)雷擊區(qū)，這才能降低雷擊對(duì)輸電線路的損害[3-4]。一般而言，最常見(jiàn)的雷擊區(qū)主要分為以下幾個(gè)方面：第一，地下水位較高或地下水內(nèi)含有容易導(dǎo)電的礦物質(zhì)。第二，對(duì)于山坡與平原交界區(qū)而言，其地貌會(huì)產(chǎn)生較大起伏的變化，這就會(huì)產(chǎn)生雷擊區(qū)域。第三，區(qū)內(nèi)土壤的電阻率突然變化或者區(qū)內(nèi)存在斷層帶。第四，山區(qū)的多風(fēng)地帶或者山口的峽谷地帶。第五，植被生長(zhǎng)旺盛的向陽(yáng)區(qū)和山丘頂部。第六，存在樹(shù)林、湖泊、河流、水塘、水庫(kù)等盆地區(qū)域。

2.2 架空避雷線

目前，電力行業(yè)內(nèi)使用最為廣泛的避雷設(shè)備是避雷線，利用避雷線能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路的分流、耦合和屏蔽作用，降低輸電線路遭受雷擊的可能性，提高線路的防雷效果。對(duì)于避雷線而言，其存在分流的作用，能夠降低流過(guò)輸電線路的雷電流，就能將大地與塔頂之間的電位差控制在合理的范圍內(nèi)，而且，避雷線存在的耦合功能，能夠?qū)⒕€路中的導(dǎo)線進(jìn)行耦合，降低絕緣子電壓。此外，避雷針存在良好的屏蔽作用，能夠屏蔽導(dǎo)線，降低線路上的感應(yīng)電壓。

2.3 架設(shè)耦合地線

如果輸電線路中的接地電阻無(wú)法有效降低雷電流大小，那么電力企業(yè)的工作人員便會(huì)通過(guò)架設(shè)耦合地線的措施來(lái)降低雷電流大小。對(duì)于耦合地線而言，其主要是一條六合·耦合地線，安裝的區(qū)域在輸電導(dǎo)線的周圍或者下方，作用是降低分流雷電流以及反擊電壓之間的分量和絕緣子串兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。

2.4 降低鐵塔接地電阻

絕大部分電力企業(yè)采取的防雷保護(hù)措施是降低輸電線路的接地電阻，同時(shí)，行業(yè)內(nèi)主要采用的降低輸電線塔接地電阻的方法主要分為以下幾個(gè)方面：第一，如果輸電線路的架設(shè)面積較小、規(guī)模小，但是接地網(wǎng)面積較為集中，那么工作人員便可以在接地電阻表面涂抹一層降阻劑，這就能降低接地電阻值大小，由于過(guò)程較為簡(jiǎn)單且效果良好，因而被廣泛地推廣使用。第二，采用爆破接地技術(shù)。首先在需要降低接地電阻的區(qū)域，采用爆破技術(shù)將地面爆裂，然后利用壓力機(jī)將電阻率更低的材料壓入裂縫中，以此來(lái)降低周圍土壤的導(dǎo)電性能。第三，對(duì)于水平接地地阻而言，其長(zhǎng)度與能夠發(fā)揮的電感效應(yīng)之間存在正比關(guān)系，因此，可以通過(guò)增加接地電阻水平方向長(zhǎng)度的方法來(lái)降低電阻值。經(jīng)行業(yè)內(nèi)工作人員研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于水平接地電阻，如果其長(zhǎng)度為55m，那么電阻率為500Ω/m，如果將水平接地電阻長(zhǎng)度增大為80m，此時(shí)，電阻率便會(huì)上升到2000Ω/m。因此，通過(guò)增加水平接地電阻的長(zhǎng)度能夠降低電阻的沖擊系數(shù)，將沖擊系數(shù)控制在一個(gè)穩(wěn)定且合理的范圍內(nèi)，以此就能降低鐵塔的接地電阻。

2.5 安裝避雷器和避雷針

輸電線路安裝避雷器和避雷針的主要目的是將線路絕緣子串進(jìn)行串聯(lián)，從而就能提高輸電線路的雷電繞擊和雷電反擊能力，降低線路在運(yùn)行過(guò)程中遭受雷電襲擊的可能性[5]。此外，避雷器主要安裝在輸電線路的塔干部位，同時(shí)，在安裝避雷器之前，要對(duì)區(qū)域的雷電擊打頻率進(jìn)行綜合測(cè)定，在測(cè)定結(jié)果的基礎(chǔ)上安裝合適數(shù)量的避雷器，這才能有效避免跳閘事故的發(fā)生。

2.6 安裝自動(dòng)重合閘裝置

對(duì)于自動(dòng)跳閘功能而言，其是電網(wǎng)供電系統(tǒng)的自我保護(hù)方法之一。供電系統(tǒng)跳閘以后，輸電線路上相關(guān)的故障便會(huì)自動(dòng)消除，如果輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中受到雷擊，那么自動(dòng)跳閘裝置便會(huì)將輸電線路上產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)放電故障進(jìn)行自動(dòng)消除，避免輸電線路處于長(zhǎng)期故障的狀態(tài)。因此，要在輸電線路合適的位置安裝自動(dòng)重合閘裝置，并將該裝置與供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)器進(jìn)行有效的連接，以此來(lái)提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性與可靠性，從而實(shí)現(xiàn)線路在受到雷擊跳閘以后的自動(dòng)恢復(fù)效果。

3 制定差異化防雷措施

（1）結(jié)合輸電線路實(shí)際的架設(shè)要求以及區(qū)域的環(huán)境狀況，適當(dāng)延長(zhǎng)地網(wǎng)，將傳統(tǒng)的普通圓鋼用銅包鋼材料進(jìn)行代替，在線路適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b接地模塊，接地模塊安裝時(shí)盡量采用換土回填的方法。

（2）在線路防雷設(shè)施安裝過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)進(jìn)行，對(duì)相關(guān)設(shè)備后期的運(yùn)行進(jìn)行良好的維護(hù)，同時(shí)，在地線和桿塔塔頭側(cè)安裝防繞擊針或者安裝新型的可控放電避雷針等。

4 防雷技術(shù)的更新

4.1 預(yù)防片面

以往在對(duì)輸電線路進(jìn)行防雷整改時(shí)，其過(guò)程較為片面，部分不正規(guī)的防雷裝置會(huì)安裝在桿塔的塔頭，安裝過(guò)程也忽略了桿塔的實(shí)際接地情況。近年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視輸電線路的防雷技術(shù)，在對(duì)線路進(jìn)行防雷改造過(guò)程中，要求電力企業(yè)做好綜合、完善、全面的考慮，盡量采用桿塔接地方法，或者在桿塔塔頭安裝防雷裝置來(lái)改善雷擊跳閘的現(xiàn)象。

4.2 鞏固加強(qiáng)緊抓源頭

對(duì)于受到雷擊概率較大的輸電線路而言，要對(duì)其采取有效的防雷整改措施，這樣才能降低線路受到雷擊時(shí)產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象的概率，確保線路能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，在設(shè)計(jì)防雷策略時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行嚴(yán)格的把控，不斷進(jìn)行試驗(yàn)，降低輸電線路雷擊的跳閘率。

4.3 防雷技術(shù)的改進(jìn)

電力企業(yè)在對(duì)輸電線路進(jìn)行防雷技術(shù)整合時(shí)，要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，充分利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的防雷措施進(jìn)行改進(jìn)，明確線路防雷整治的順序，采取規(guī)范化的防雷技術(shù)，既要控制資金的投入，也要保證輸電線路能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)論

綜上所述，電力企業(yè)在架設(shè)輸電線路時(shí)，需要充分考慮防雷技術(shù)，配置完善的絕緣措施，在施工過(guò)程中不斷提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝以及材料水平，才能保證輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中能夠擁有良好的防雷性能。此外，電力企業(yè)也要高度重視雷擊跳閘的現(xiàn)象，在輸電線路建設(shè)之前，要對(duì)區(qū)域的環(huán)境狀況以及雷電發(fā)生的頻率進(jìn)行綜合勘察，在此基礎(chǔ)上提高線路的絕緣水平，改善線路接地網(wǎng)的電阻，保證輸電線路能夠正常、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。