北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司 贠 杰

我國高壓輸電線路設(shè)施主要分布在空曠的野外，當(dāng)雷擊輸電線路設(shè)施時，會產(chǎn)生非常高的電流，導(dǎo)致線路過載。為保護(hù)輸電設(shè)施、線路以及設(shè)備，通常保護(hù)裝置會切斷電流，實現(xiàn)自動斷電。但這種解決方法會嚴(yán)重影響我國電力工程的正常運營，導(dǎo)致相應(yīng)地區(qū)停電現(xiàn)象的產(chǎn)生，不僅會讓企業(yè)的正常運行停止，造成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失，還會影響居民的正常生活，給城市居民帶來許多不便。為降低雷擊對高壓輸電工程的破壞，減少事故發(fā)生的概率，就必須加大對高壓輸電線路當(dāng)中的防雷技術(shù)的研究。通過研究高水平的防雷技術(shù)，讓電力工程在不同的環(huán)境、地域、地形、地貌以及氣候條件下均能夠?qū)崿F(xiàn)對雷電的有效防治，避免雷擊高壓線路，造成跳閘、線路斷電等情況發(fā)生，從而使高壓輸電工程在任何情況下都能夠穩(wěn)定傳輸電力，保障用電正常。

1 高壓輸電線路被雷擊的原因

缺少相應(yīng)的防雷裝置。高壓輸電設(shè)備位于空曠的野外且高度較高，易與天空中雷電產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而造成輸電設(shè)備的破壞，而防雷裝置不足是高壓輸電線路遭遇雷擊的主要原因之一。如果在進(jìn)行輸電線路構(gòu)建過程中，防雷裝置安裝數(shù)量過少或根本沒有安裝，那么就會提升輸電線路遭遇雷擊的概率，使輸電線路電流過載導(dǎo)致停電。而防雷裝置不足的主要原因是電力企業(yè)在構(gòu)建電力傳輸設(shè)施時，為節(jié)省開支、降低資金投入，減少防雷裝置或者根本不安裝防雷裝置，無法起到有效的防雷作用，致使高壓輸電線路在雷暴天氣被雷擊的概率大大提升，從而對輸電線路的正常運行產(chǎn)生非常大的影響。

輸電線路自身存在問題。除開高壓輸電線路防雷裝置數(shù)量不足的問題，在高壓配電線遭遇雷電雷擊的原因當(dāng)中，配電線本身線路存在問題，也可能導(dǎo)致輸電線路被雷擊出現(xiàn)線路被破壞的現(xiàn)象。導(dǎo)致這種狀況出現(xiàn)的原因是：相關(guān)電力企業(yè)在輸電線路零部件的采購過程中因價格原因采購質(zhì)量較差的線路配件，導(dǎo)致這部分輸電線路在雷電天氣被雷擊的狀況下表現(xiàn)為電流承載能力不足，電流在規(guī)定范圍內(nèi)仍對輸電線路造成相應(yīng)的破壞，使得輸電線路保護(hù)裝置啟動，對線路輸電進(jìn)行斷閘處理，造成大面積停電，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失；其次，輸電線路本身在安裝配置過程中，因接地電阻安裝、線路架空等建造上無法避免的問題，導(dǎo)致輸電線路遭遇雷擊的概率大大提升，從而造成高壓輸電線路運行發(fā)生故障[1]。

設(shè)備和線路維修不到位。在高壓輸電線路的正常運行過程中，可能會因為各種各樣因素的出現(xiàn)導(dǎo)致運行問題的產(chǎn)生，而這些因素主要包括設(shè)備老化、設(shè)備突發(fā)性故障產(chǎn)生、設(shè)備維修不及時、導(dǎo)線接觸不良、自然因素或者人為原因，都會對設(shè)備的正常運行造成非常大的影響。當(dāng)線路改造不及時或設(shè)備老化未進(jìn)行相應(yīng)的更換，可能會導(dǎo)致雷擊產(chǎn)生過載電流，引發(fā)配電設(shè)備故障。而配電設(shè)備故障或無法正常運行，都會造成輸電線路斷電情況的出現(xiàn)，輸電線路一旦斷電，會對輸電線路所在區(qū)域的居民的正常生活以及企業(yè)的正常運行造成非常大的影響，不僅會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，同時也會影響用電發(fā)展。

2 高壓輸電工程防雷保護(hù)技術(shù)內(nèi)容

2.1 安裝防雷裝置

高壓輸電線路的位置一般都處于空曠的野外且高度較高，輸電線路被雷擊的概率非常大。而在這種情況下，就需要安裝相應(yīng)的防雷裝置。通過防雷裝置的有效應(yīng)用，降低雷電雷擊對輸電線路運行的影響。在高壓輸電線路的建設(shè)過程中，通常會選擇避雷針以及避雷器作為引導(dǎo)雷電的防雷保護(hù)裝置，確保該裝置能夠避免雷電對輸電線路本身的正常運行造成影響，提升輸電線路運行穩(wěn)定性。

其次，國家相關(guān)政策需要規(guī)定電力設(shè)施企業(yè)在進(jìn)行高壓輸電線路建造時，要保證高壓輸電工程防雷裝置安裝的數(shù)量。避免因電力企業(yè)節(jié)省開支、降低資金投入、增加單位經(jīng)濟(jì)效益等原因減少防雷裝置數(shù)量或不安裝防雷裝置情況出現(xiàn)，從根本上提升雷擊預(yù)防水平，降低高壓輸電線路在雷暴天氣被雷擊的概率[2]。

2.2 雷電流引導(dǎo)技術(shù)

在傳統(tǒng)的高壓線路防雷保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，通常是應(yīng)用保護(hù)裝置實現(xiàn)電力傳輸過程中電流切斷以及跳閘，從而實現(xiàn)高壓輸電線路的保護(hù)目的。但這種方式會造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。而雷電流引導(dǎo)技術(shù)的有效應(yīng)用，可降低雷電對高壓輸電線路的破壞，也可避免保護(hù)裝置切斷電流所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

其主要核心原理是通過在電力塔上安裝相應(yīng)的避雷針或避雷器，吸引高壓線路被雷擊所產(chǎn)生的電流，并將其引導(dǎo)至地下電流存儲裝置，這樣不僅能夠降低雷電對高壓線路的破壞，同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)雷電資源的二次利用以及存儲，為提升我國電力總量起到一定的推進(jìn)作用。但該方案并不完善，比如，在避雷針的應(yīng)用過程中，雖然避雷針能夠起到引雷作用，提高雷擊次數(shù)，但雷電所產(chǎn)生的電流在傳輸過程中會形成磁場，這個磁場與高壓電在線路當(dāng)中傳輸?shù)拇艌鰰a(chǎn)生交流電，會使避雷針?biāo)Ｗo(hù)的線路自然屏蔽裝置無法起到電磁感應(yīng)屏蔽的作用，造成一些弱電設(shè)備因感應(yīng)雷擊產(chǎn)生而出現(xiàn)損毀。

2.3 雷電絕緣技術(shù)

在高壓線路的防雷保護(hù)措施當(dāng)中，雷電絕緣技術(shù)也是一種能夠提升高壓線路防雷保護(hù)有效性的措施。其使用原理是增加線路絕緣強(qiáng)度，避免線路被直接雷擊，導(dǎo)致線路電流瞬間增大，從而導(dǎo)致線路過載，引發(fā)電路故障。使用方法是在高桿塔上增加絕緣子片數(shù)或有效絕緣長度，并在跨越長導(dǎo)線和地線之間設(shè)置盡可能長的距離，以此達(dá)到提高線路絕緣性能的目標(biāo)。該方法主要是使用具有較高沖擊閃絡(luò)電壓的絕緣子，防止雷擊對線路的破壞，避免線路電流過載導(dǎo)致自動保護(hù)裝置跳閘斷線，造成大面積停電現(xiàn)象。但該方法在實際使用過程中安裝危險性較大，且無法對所有區(qū)域的高壓輸電線路進(jìn)行有效保護(hù)，需要較高的人力成本和物資成本才能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.4 電阻增加技術(shù)

電阻增加技術(shù)的主要核心原理是通過使用接地降阻劑讓高壓線路當(dāng)中的電阻隨時間的變化緩慢下降，從而避免線路過熱過載，導(dǎo)致保護(hù)裝置以及相關(guān)弱電設(shè)備被損毀的情況產(chǎn)生。通過降低雷擊帶來的破壞影響，從而實現(xiàn)高壓輸電線路，保護(hù)的目的。但該方法的使用會因為部分降阻劑當(dāng)中的堿性成分的存在，會使得接地部分鈍化，造成接地阻劑腐蝕作用的體現(xiàn)。所以必須要在使用之前充分檢測，降阻劑的酸堿度，才能夠充分發(fā)揮其有效作用。

3 對應(yīng)優(yōu)化措施

3.1 對輸電線路問題的檢查以及解決

輸電線路在構(gòu)建過程中，會因為本身存在問題而導(dǎo)致雷擊對其正常運行產(chǎn)生影響。為避免輸電線路自身存在問題而導(dǎo)致雷電雷擊對其正常運行產(chǎn)生影響，需要建立企業(yè)在構(gòu)建高壓輸電工程線路時，采購質(zhì)量較高的輸電線路零部件，保護(hù)輸電線路設(shè)施，保證設(shè)備的防雷電性能，提高輸電線路電流的承載能力，使輸電線路在國家標(biāo)準(zhǔn)的雷電電流的傳輸過程中盡可能的降低電流過載問題的影響，從而避免保護(hù)裝置啟動，減少線路輸電斷閘產(chǎn)生的情況，保障高壓輸電工程的穩(wěn)定運行，降低經(jīng)濟(jì)損失[3]。

3.2 使用消雷器降低雷擊概率

消雷器是一種防雷裝置，其使用原理是將消雷器設(shè)置于保護(hù)物上方，利用電離裝置外層的尖端電極吸引雷電，結(jié)合地電流收集器達(dá)到消雷的作用。為提升高壓輸電線路的防雷水平，降低雷電對高壓輸電工程的影響，可以在電塔頂端安裝消雷器，在地端的地表層內(nèi)放置電流收集裝置并連通兩個裝置，確保在雷暴天氣下消雷器能夠保持大地電位，在雷云電場強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的情況下促使尖端電極周圍產(chǎn)生空氣電荷。使雷云中的負(fù)電荷與地面感應(yīng)產(chǎn)生的正電荷發(fā)生中和作用，達(dá)到消雷的作用，從而降低雷電對高壓輸電工程的影響，減少因雷暴導(dǎo)致的線路跳閘造成區(qū)域性停電事故發(fā)生的次數(shù)。

3.3 設(shè)置防雷保護(hù)角度

防雷器的保護(hù)面積有限，只有保證防雷角度在防雷范圍內(nèi)，才能夠發(fā)揮防雷器保護(hù)作用，避免輸電線路產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象。在處于山地環(huán)境的情況下進(jìn)行輸電線路的架設(shè)工作時，需計算電塔塔桿保護(hù)角并校對防雷裝置在該角度下的保護(hù)面積，才能夠提升高壓輸電工程的防雷水平。由于山地區(qū)域電塔高度較高，且部分處于山頂，雷電雷擊方向大多都是垂直方。對于山頂?shù)碾娝枰笤O(shè)置頂端保護(hù)角度為90°，從而達(dá)到最大性能的雷電保護(hù)。

其次，避雷線具有電流引流作用，在雷擊發(fā)生后，空隙被擊穿時，會使避雷線與大地連接，從而降低防雷性能。為預(yù)防這種情況發(fā)生，需要根據(jù)該區(qū)域雷擊情況適當(dāng)縮小避雷線的保護(hù)角，避免雷擊對輸電線路造成破壞性影響。除此之外，還需要對接地電阻進(jìn)行檢查、維修或更換，通過對接地電阻值進(jìn)行計算，保證電阻能夠正常運行。在確定電阻值需要增大的情況下，對裝置中的舊電阻進(jìn)行淘汰作業(yè)，安裝阻值較大的新電阻，提升高壓輸電工程的防雷性能。

另一方面，在多回線路防雷工作中需結(jié)合現(xiàn)有防雷資料，正確預(yù)防雷擊跳閘事故，降低雷擊跳閘產(chǎn)生幾率，在取得電塔塔桿耐雷數(shù)據(jù)的前提下對輸電線路進(jìn)行升級改造，提升輸電線路的防雷保護(hù)水平，確保雷暴天氣下高壓輸電工程能夠正常運行。

綜上，在現(xiàn)階段用電需求越來越大的情況下，對于高壓輸電線路的穩(wěn)定性有更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。為防止雷擊對高壓輸電線路的影響，可以通過安裝相應(yīng)防雷裝置、采用先進(jìn)的防雷保護(hù)技術(shù)、建立有效的運維巡檢機(jī)制、及時維修輸電線路設(shè)施，確保問題發(fā)生時能夠做到及時有效的解決，提升高壓輸電工程運行穩(wěn)定性，保障線路的輸電能力，從而體現(xiàn)高壓輸電工程的防雷性能。