输电线路的防雷设计与输电线路运维技术

输电线路的防雷设计与输电线路运维技术

苗峰

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局正镶白旗供电分局 内蒙古自治区锡林郭勒盟 013800 摘要：输电线路的设计在整个国家电网日常运行当中扮演着重要的角色，发挥着重要的作用。而由于输电线路所处的特定地理区域及其架设的杆塔高度因素影响，使被架设在空中的输电线路容易受到雷电的危害，从而引发输电线路出现中断等影响地区发展和经济增长问题。为此，作者在本文中在分析输电线路受影响问题产生的原因基础上，基于防雷技术提出了两点改进设计的方案及措施，谨此希望能够为该领域研究做出自身贡献。 关键词：输电线路；防雷设计；运维技术 1 雷电对输电线路的危害情况

　　夏季是雷电的高发季节，如果出现大规模的雷电天气，其对输电线路的负面影响很大，在我国北方雷电天气相对比较少，雷电损坏输电线路的问题常常发生在南方地区。由于其是瞬间电压，在极短的时间内会产出强烈的高电压，因此危害非常严重。当雷电击中了建筑中的电气设备后，设备在高温高压影响下损坏严重，甚至造成建筑供电不稳，断电等问题。我国目前的电力调度设备都是集成化的电子设备，这些设备如果遇到强烈的雷击后，敏感度高的元件首先会收到破坏，从而还继续引发一系列的故障，例如有些设备出现错误信号，有些故障会在错误信号引导下进行错误的操作等，这些都应该避免，如果情况严重还会致使整个电力系统瘫痪，因此雷电对输电线路的危害非常大。

2产生雷电打击的输电线路的原因分析

　　通常在所可能导致输电线路受到雷电打击的原因主要有以下两个方面：第一，地理因素所导致的雷电打击。输电线路所处的地理环境不同，通常会直接对输电线路受到雷电打击的几率存在紧密联系。如果输电线路处于一个山区当中，就会由于山区这一特定地理环境，受到山区中经常发生的雷电天气影响。加之，山区当中由于山脉的高度不一、地面较为崎岖等因素影响，就会导致空气中水汽凝结较为容易，并增加天气变化的速度。这些因素的存在，会使得山区中的雷雨天气变得司空见惯，大雨及其中所伴随的雷电将会给输电线路的日常运行造成巨大危害，从而极为容易引发地区供电的中断。除了山区之外，沿海地区由于会受到每日潮汐和海水蒸发影响，也极为容易产生大风或雷雨天气。而这些所处在特定地区的输电线路，将会更加易于受到不利因素的影响，从而使输电线路受到雷电打击的风险几率增加。第二，输电线杆塔高度引起的雷电打击。输电线路通常需要使用杆塔进行架设，从而使输电线路被置身于高空之中。这一特定安置位置的选择，将使得输电线路极为有可能受到雷雨天气中雷云的影响。在雷云当中经常会出现电荷的集聚，当其电荷达到一定程度不能被雷云所承载时，就会产生放电现象。而此时，就会对被置身在高空中的输电线路产生打击。在输电线路受到雷电打击时，承载线路的杆塔通常会起到媒介的作用，从而促使在短时间内受到雷击的输电线路在大地与雷云之间的电压瞬间增加，使得整条线路被击穿。因此，在进行输电线路的设计时，需要对这一问题给予积极的关注，并在设计当中进行相应防范与约束反击电流的措施。
3防雷技术在输电线路设计中的应用
3.1增加绝缘子

　　按照相关规定，线路绝缘是有一定要求的：一、若线路所处地区的海拔不超过一千米，那么，110kV线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右（最好是8片）。二、若档距比较大且杆塔高度超过了四十米，那么，绝缘子数量应按照每增加十米加装1片的标准来确定。

2.2　优化接地装置

　　以110kV线路为例，其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。
在将接地装置进行改良之后，线路出现跳闸的次数会有所减少，故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲，优化接地装置之后，输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%；如果接地装置以往设置的比较不合理，在经过改良之后，跳闸率降幅甚至可以达到50%。具体实施中，接地装置改良的要点是降低电阻，一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等，应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下，降阻可采用布设接地极的方法，以解决接地不良问题。但要注意的是，不同线路的布设要求也不一样，实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路，接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始；若为铁塔线路，接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为1.5米长的，间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外，接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。
2.3　加装避雷设施

　　若杆塔较高，不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距，还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下，杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中，雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题，现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110kV线路来讲，侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置，长度一般约为3米，安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。若横向设备需加装避雷针，那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现，其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲，侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用，对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是，其也有一个明显的局限性：引雷率较高。对于这个局限性，目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。另外，氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况，可有效降低跳闸率以及绕击率，对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。

3输电线路运维技术分析
3.1　线路检修

　　运维是保证线路安全的基本手段。变线为点是一种经实践证明效率较高的检修模式，但需要专业的技术人员去实施。线路检修应注意下述三点：一、为了保证线路检修秩序，确保检修任务能够按时完成，在检修过程中，应注意保障交通便利。二、应尽量选择技术先进、售后服务质量高、性能佳的设备。三、使用的线路老化率最好不要超过3‰且绝缘爬距必须符合规定。检测周期应根据线路老化率决定，若其近四年均不超过2‰，检测周期应为4年/次；若其近四年均在2.5‰，检测周期应为2年/次。检修工作中需要注意的是，对于比较容易受外力影响的杆塔等，应采取一定的保护措施；对于暴露在外的线路，要注意保养其绝缘材料。
3.2　防雷监测

　　统计资料表明，雷击跳闸是输电线路最容易出现的故障之一，发生率较高，特别是在某些山区，由于气候、地形、环境相对比较特殊，雷击事故的发生率非常高，已然成了线路的最大安全威胁。所以，线路运维中，防雷监测也是一项非常重要的任务。在目前的情况下，人们已经逐渐认识到了雷电对线路的危害性，也在管理工作中对防雷监测技术进行了改进，取得了一定的成效。值得一提的是，由于雷击事故具有突发性，因此，应注意合理布设防雷装置，并做好维护，确保其能够正常工作。

4结论

　　线路故障是导致大规模停电的主要原因之一，对社会生产的影响力非常大。因此，降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑，在线路设计过程中，必须将防雷考虑在内，采取有效的避雷措施，尽可能的避免雷害事故的发生。

参考文献

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