架空配电线路防雷技术优化要点分析

架空配电线路防雷技术优化要点分析

谭树灿

贵港平南供电局  广西  贵港市 537300

摘要：雷击是我国重要的自然灾害，在架空配电线路运行中，由于其绝缘强度较低而极易发生雷击跳闸和设备损坏等故障。部分多雷地区的架空配电线路雷击跳闸比例超过50%。而在雷击故障中，由雷击线路附近大地或构筑物产生的雷电感应过电压造成的比例占90%以上。因此，亟需开展雷电感应过电压抑制方法的研究，以大幅改进雷电防护性能。雷电感应过电压的产生机理已较为明确，其中，Agrawal模型是一种以散射电压表示的外界电磁场机理多导体传输线模型，在理论上较其他模型更合理，并且得到了试验验证。在此基础上，国内学者开展了模型改进完善工作，建立了雷电感应过电压的仿真计算基础。

关键词：架空配电线路；防雷技术；优化要点

引言

雷击作为一种自然现象，易使电力配电系统发生短路及故障，造成大范围停电，严重影响用电质量。当前在电力工程中普遍采取接地处理与安装防雷装置等技术措施，但考虑实际施工环节的成本、安全、效率等需求，如何实现防雷技术措施的优化成为工程实践环节需解决的问题。

1雷击对架空配电线路运行产生的影响

1.1雷电产生的电磁感应会对配电线路产生影响

雷电在形成过程中会受到多种因素的影响，出现电磁效应，而雷电在放电过程中击打在配电线路上，电磁效应就会在配电线路上形成交变电磁场，这就会导致配电线路中的电流突然增大，进而将配电线路瞬间烧毁。除此之外，雷电在产生过程中会出现一定的机械效应，雷电的机械效应会导致被雷电击中的物体出现物理性变化，严重时还有可能出现爆炸。在进入电力系统中，则会对变压器和配电线路等多项设备产生影响，对人们的生活和电力系统稳定性都会造成一定的影响。

1.2雷电高热效应对配电线路产生的危害

雷电在放电过程中会直接击打在配电线路上，在短短的一瞬间雷电就会产生极强的高热效应，会在一瞬间转化为数十万安培的电流。此时雷电流会在配电线路杆上形成较高的热能，甚至还有可能达到金属的熔化点，而雷击有可能会导致配电线路杆塔上的金属导线出现熔化的情况，严重时还有可能出现断线或者倒塌的情况。高温会对电路的稳定性造成极大的影响，即使没有出现倒塌或者断线，都会导致电路的稳定性降低，出现电力波动甚至出现大面积停电的状况，对于电力系统的稳定运行和工业的安全生产也会造成极大的威胁。

2架空配电线路防雷技术优化要点

2.1合理运用自动重合闸

架空配电线路往往相对复杂，一旦发生雷击故障，通常需要花费大量抢修时间修复，很多情况下，雷击产生的故障只是一小段区域，如果直接拉断，不仅影响用户变多，同时也可能产生额外的抢修任务，造成客户投诉，不符合国网公司高效优质供电的要求。可以通过架空干线上某些重要分支熔断位置前安装“三遥”开关来提高线路的安全性能，雷击产生高频电弧时，继电保护动作暂时切除短路部分线路，有效防止越级跳闸，自动隔离出最小的故障区域，同时具有高精度的时间控制，能在设定时间后待电弧自动熄灭后重合，这样绝大多数情况下可以防护感应过电压造成的瞬时电弧，重合后线路将继续供电，通过增强自愈性减少了短时故障造成停电几率，提高了供电的安全性和可靠性，对于重点敏感用户和单电源放射性供电的用户十分重要。

2.2优化避雷装置

2.2.1增加避雷金具

避雷金具安装简单，施工成本低，在使用时应该根据具体情况灵活选择。

2.2.2线路避雷器

专业的避雷线造价高昂，无法在35kV以下配电线中大范围推广，因此尝试利用线路避雷器提升配电线抗雷击能力。一方面，须要确定经常遭受雷击的区域，通常情况下跨越塔或者强雷电活动区域中的电杆容易受到雷击，须要对上述区域内的电杆加装线路避雷器。另一方面，根据线路的实际长度估算避雷器安装数量。如果安装有避雷器的杆塔遇到雷击，且该杆塔附近土壤电阻率高，则雷击电流无法顺利导入地下，而是向附近的杆塔流动，附近未配备避雷器的杆塔会在大电流的冲击下发生故障。因此，评估一条配电线路的抗雷击能力，不仅要考虑装有避雷器的杆塔，还要综合考虑附近未安装避雷器的杆塔的抗雷击能力。工作人员通过走访调查，将一段易受雷击的线路作为实验目标，该线路超过70%的杆塔位于山顶，且周围土壤的电阻率较高，通过调查历史数据发现，该线路为多雷区域。经过反复计算，工作人员决定在该线路区间内安装6～8组线路避雷器，同时使用型号为YH5CX1-15闪络保护区与避雷器配合。

2.3合理进行避雷器安装与调试

当前，市面上的避雷器具有多样性特征，在外形、尺寸以及表面材质等方面具有较大差异。避雷器在使用时，地基接地焊接对于防雷工程的建设来说极为重要，这也是防雷工程焊接的第1个环节，工作人员需要保障地基焊接满足质量需求，否则就有可能导致后续的焊接工作无法保质保量地完成，所以在进行基础圈梁以及基础钢筋焊接和基础钢筋的金柱焊接时，工作人员就需要按要求进行处理，并逐个对检查情况进行确认，尤其是需要重点检查伸缩缝处的钢筋是否处于连通状态，进而保障防雷工程的建设质量。目前在进行高压配电线路避雷器的安装与更换时，自动化技术通常需要两个自动机器人共同完成。其中主手爪在进行操作时操作对象为绝缘子，而副手爪的操作对象则为避雷器，在进行操作时主手爪的下端需要与绝缘杆进行连接。在进行机器人的供电时，所选择的供电方式，包括系统供电和电池供电两种不同的形式，主手爪顶部会配置电动扳手，在安装时，则对螺母进行松紧操作，主手爪侧端会设置抓握器以及抬升器，抬升器的主要功能是将绝缘子抬起。抓握器在使用过程中的功能，主要保障主手爪与横担的牢固度，使整个操作平台处于稳定的状态。

2.4采用绝缘导线

雷电对配电线路安全运行危害极大，线路绝缘性较差是我国配电线路容易遭受雷击的主要原因。我国幅员辽阔，电网密布，造成配电网铺设运营成本大，城市边缘地区架空线常使用裸导线，虽然有效地节省了成本，但是大大提高了感应雷击放电风险，容易发生绝缘子闪络。在城区等重点供电区域内有效利用绝缘导线的方法能够减少雷击，从而提高供电系统的安全可靠性，有效地对架空配电线路进行防雷保护。在建立一线一档数据库后可以参考线路负荷分布将部分重要区域更换为绝缘导线，依据具体情况来安装放电线夹，一般是安装在针式绝缘子的负荷侧，达到降低线路闪络频率的目的。

结语

影响配电线路运行的因素较多，并且其中存在一定的复杂性，而想要保障配电线路的运行质量，并解决其中存在的雷击损伤的问题，相关工作人员需要从实际出发，因地制宜地分析不同环境下配电线路的运行状况，做好防雷措施的改进并从线路设计、避雷器安装以及避雷线设置等多个角度进行优化，使我国的电网建设具有更强的耐雷水平。

参考文献

［1］邓立群，李守成.工业电气工程高压输电线路的施工及防雷装置设置探讨［J］．中国设备工程，2022(7):82-83.

［2］袁春成.关于高海拔地区500kV输电线路防雷保护的探讨［J］．工程建设与设计，2022(6):41-43.

［3］冯瑞发，蔡汉生，廖民传，等.基于改进跳闸率计算方法的输电线路雷击风险评估及防雷配置研究［J］．电瓷避雷器，2022(1):75-81.

［4］林力辉，吴晓杰，康合敏，等.基于雷击防护的高压输电线路雷电监测系统研究［J］．电工技术，2022(1):147-148，169.

［5］袁春成.1000kV特高压输电线路防雷工程设计［J］．工程建设与设计，2021(24):38-40.
【作者简介】：谭树灿,(1992-),男,汉族，广西梧州人，本科，助理工程师，主要从事配电线路工作。