输电线路的防雷设计与输电线路运维技术李想

输电线路的防雷设计与输电线路运维技术李想

李想李巨山

引言

电力已经是人类生产生活离不开的一种能源，而输电线路在电力能源输送中起着重要的作用，是电网组成的重要一部分，输电线路的安全直接影响着整个电力系统，甚至影响国泰民安。输电线路所输送电压越高，电线塔杆的高度就越高，线路尺寸就越大，这都使得输电线路非常容易遭受雷击的危害，近些年由于一些自然和人为的因素，我们在输电线路上的损失可以说非常之大，严重影响了各地的经济发展，所以已经越来越多的人关注到线路的防雷技术，在输电线路设计中应用防雷技术可以有效的减少输电线路遭受雷击的概率，增加输电线路的安全性和稳定性。

1雷电对于输电线路的危害

雷电现象是生活中常见的自然现象，一般发生在容易下雨的季节，所以在夏季最容易发生雷电事故。雷电现象的发生随着地理位置的变化出现频率也会不一样，在赤道附近最容易发生雷电现象，然后发生的频率向南北极处递减。大多数人知道的常识是，雷电现象容易发生在高层建筑上或是带有尖端的建筑物上，其实输电线路也经常受到雷电现象的破坏。雷电对于输电线路的危害主要体现在三个方面。首先是雷电现象发生时，伴有严重的高热效应，所以当雷电击打在输电线路上时，会瞬间产生数值非常大的电流甚至可达数十万，这样高的电流值会使得输电线路的温度上升到一个很高的数值，当达到金属融化点时，输电线路中的金属导线就会融化，甚至引发输电线路杆塔的倒塌，这对于输电线路的危害显然是致命的，直接导致电力系统瘫痪。第二个方面就是来自于雷电现象的高压效应，雷电的电压值可以达到十万伏特以上，当雷电击发生在输电线路时，如此高的电压可以直接使得输电线路发生短路、跳闸甚至烧坏变压器，对于电气设备和金属导线的伤害都是非常巨大的，严重的情况就是引起火灾，造成人身安全和财产安全的巨大损失。除此之外就是雷电现象发生时伴随的电磁感应现象，这些电磁感应会使得输电线路形成电磁场，间接导致输电线路的电流增大，和高热效应的危害结合在一起，对输电线路的危害更是大大提高，甚至被损坏的输电线路都无法修复。因此，在输电线路中应用防雷技术可以说是非常有必要的。

2输电线路引发雷电的影响因素

2.1线路杆塔的高度

输电线路尤其是高压输电，杆塔往往都设置在宽阔地区，而且具有很高的高度，周围没有高层建筑，因此在出现雷雨天气时，杆塔就很容易受到天气影响从而出现雷击现象。而且随着电力事业的进一步发展，输电线路应用范围更广，需求量巨大，杆塔的设置数量也在不断增加，很多地区的杆塔高度也在提高，因此更容易受到雷电影响。

2.2自然环境的影响

为了保证电力供应，输电线路会经过很多山区，而且山区地带往往降水丰富，雷雨天气较多，输电线路受到雷电影响的几率也就随之增加。目前输电线路在山区发生雷击的现象比较频繁，所以再设计中一定要重视自然环境对于输电线路的影响，尤其是山区雷雨天气较多的地区。

2.3土壤电阻率的原因

输电线路的杆塔数量很多，而杆塔都是与土壤直接连接，因此杆塔很容易受到接地电阻的影响。在很多地址条件比较复杂的地区，例如高山和岩石密布的地区，雷击现象受到土壤的电阻率影响很大。如果杆塔发生雷击，加之土壤电阻率过小，很容易产生反射问题，从而进一步提高了输电线路受到雷击的几率。

3输电线路设计中线路防雷技术的运用研究

3.1科学配置线路避雷器

为进一步提升输电线路的耐雷水平，在输电线路设计过程中，可在搭设避雷线的基础上科学配置避雷器装置。例如，在输电线路中，将绝缘氧化锌避雷串并联在线路绝缘子上，用以分散雷电流，使击穿电压小于绝缘子串的闪络电压，从而保证输电线路电压始终处于安全范围，防止因绝缘导线产生过电压而引发雷击故障。又比如，在构建现代防雷系统时，加强三合一或二合一信号防雷器的科学应用，实现模拟信号线路、电源、同轴信号等的有效防护。在此过程中，应保证防雷器PE端良好接地，做好日常检查与维修工作。通常情况下，避雷器在环境相对恶劣的山区架空输电线路工程设计、水电站附件的输电线路工程设计、跨越相对较大的铁塔中具有广泛的应用。

3.2减小接地电阻

使用避雷线、避雷器和自动合闸系统都是通过物理条件来减少雷电伤害的防雷技术，如果能够减少接地的电阻，就可以使得防雷效果更上一层楼，如何减小接地电阻，这里我们提供两个有效的措施。首先可以利用爆破技术，爆破技术是近几年比较流行的一项新技术，可以有效的使土壤的性质发生一定的变化，也就是通过爆破的手段将这片区域的土地炸开，使得电阻率比较小的物质能够进入地下，有效地减少土地的电阻率。另一个方法就是在土壤中加入适量的降阻剂，这里我们建议降阻剂加入到铁塔附近的土壤之中，使得降阻剂中的电解质和水分能够最快的速度融入土壤之中，从而减小接地电阻。

3.3有效应用自动重合闸技术

自动重合闸（AutomaticReclosingSwitch）技术是线路保护中较为常用的技术之一。通常情况下，在输电线路系统中有效安装自动合闸装置，可根据电路故障实际情况，通过自动合闸进行线路保护，实现线路故障影响的有效控制。总结工作经验发现，在架空输电线路中安装自动合闸装置，当发生线路故障时，在继电保护动作下实现故障切除，电弧自动熄灭，从而提升输电线路供电的稳定性、安全性和可靠性。目前，在110kV、220kV输电线路设计过程中，常应用单项重合闸进行线路保护；在易发生相间短路故障的输电线路中，常采用综合重合闸进行线路保护。

3.4自动重合闸的正确安装

在输电线路尤其是高空输电线路中，应用自动重合闸对于输电的安全有着重要的作用，也能够最大程度的降低雷电对于输电线路的危害。目前输电线路中的自动重合闸主要分为四种:（1）停用装置。（2）综合装置。（3）三相装置。（4）单相装置。当输电线路受到雷击而出现故障时，自动重合闸的继电保护就会发生作用，而使断路设备跳闸，然后立刻连接断电，使输电线路能够及时的供电，从而保证电力系统持续运行，不仅保护了输电线路的安全，而且也保证了电力系统的正常运行。自动重合闸对于输电线路防雷来说具有明显的优势，在实际应用中也具有良好的效果，能够大幅度的减少输电线路由于雷击而出现的断电几率。不过瞬时闭合与瞬时连接之间的时间还是有待提高，需要研究人员不断的对自动重合闸进行研究，提高技术水平，不断提高自动重合闸的整体性能，从而发挥其独有的优势，使输电线路的安全得到可靠的保障。

结语

综上所述，电力系统的安全和稳定运行对于我国国民经济的发展和城市化建设具有重要的意义。而电力系统中的输电线路是重要的组成部分，输电线路的安全也直接关系到电力能源的供应。电力企业在进行输电线路设计时，要对于输电线路引发雷电的影响因素进行全面的考虑，并采取有效的防雷技术和措施，确保输电线路免受雷电的影响，能够正常运行，进而推动电力系统整体的稳定，从而推动我国电力行业的快速发展，其电力行业成为我国可持续发展的重要支持。

参考文献

［1］许同文．线路避雷器在输电线路防雷中的应用［J］．工业b，2015(5):151．

［2］严传标．接地模块在架空输电线路防雷改造中的应用［J］．科技展望，2016，26(30)．