宋江艷

摘要：此文簡單介紹了雷擊對電力系統(tǒng)的危害和作用原理，詳細(xì)分析了輸電線路防雷的設(shè)計原理，并研究了線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：防雷技術(shù);輸電線路設(shè)計;運(yùn)用

近年來，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在輸電線路的防雷電技術(shù)領(lǐng)域的水平也在逐漸提高，科學(xué)地采用防雷技術(shù)不僅能夠有效地減少雷電自然災(zāi)害對高壓輸電線路的破壞影響，大幅降低輸電安全隱患，同時對輸電電路效率、質(zhì)量和提升有著十分重要的作用，給電力企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。

一、雷擊對電力系統(tǒng)的危害與作用機(jī)理

（一）對輸配電設(shè)施的物理損壞

由于電氣裝置和電子元器件對電磁場、熱效應(yīng)以及強(qiáng)電流敏感性，輸配電設(shè)施在遭受雷擊時會受到多方面的損壞：（1）雷擊瞬間釋放的熱量會造成線路斷線、電力設(shè)施的金屬材料熔斷。（2）雷電的瞬時高壓會擊穿輸電線路與電力設(shè)備的絕緣保護(hù)而引發(fā)電氣火災(zāi)，同樣會給輸配電設(shè)施造成物理損壞。這些損壞對于輸配電設(shè)施都是永久性損壞[1]。

（二）影響電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性

雷電產(chǎn)生的電磁場會干擾電氣線路、電力設(shè)備的正常運(yùn)行運(yùn)行，雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓會造成電力設(shè)備、監(jiān)測裝置等的絕緣性能劣化，導(dǎo)致其運(yùn)行穩(wěn)定性下降。雷擊引發(fā)的過電流也可能會觸發(fā)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，發(fā)生停電跳閘事故，會給電力用戶帶來較為嚴(yán)重的損失。因此，雷擊事件對輸配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行會產(chǎn)生多方面的不利影響，應(yīng)在設(shè)計規(guī)劃過程中合理的利用防雷設(shè)計技術(shù)，降低雷擊事件發(fā)生的概率。

二、輸電線路防雷設(shè)計原理

（一）輸電線路合理選擇路徑

雷電發(fā)生的頻率與輸電線路所處的地理位置、地貌、降水量、雨季雷暴日等環(huán)境特征有關(guān)。在進(jìn)行輸電線路設(shè)計時，通過對氣象資料的搜集和分析，在線路規(guī)劃時避開山谷、水域上方及周邊以及盆地等雷電頻發(fā)區(qū)域，能夠有效降低被雷電擊中的可能性[2]。

（二）正確的防雷措施

架設(shè)避雷線和安裝避雷器是輸電線路防雷保護(hù)有效的措施。輸電線路合理選擇路徑后，為了減弱雷電帶來的電磁場、強(qiáng)電流以及熱效應(yīng)造成的危害，在輸電線路安裝避雷器和避雷線，將雷擊釋放的電流引向接地保護(hù)系統(tǒng)，保護(hù)輸電線路免遭損壞。不同的電壓等級輸電線路的避雷器和避雷線的選擇與雷擊放電強(qiáng)度、雷電流峰值及防雷保護(hù)裝置整定電流有關(guān)，也和輸電線路接地保護(hù)系統(tǒng)的接地電阻、避雷線接地電阻等參數(shù)有關(guān)[3]。

（三）安裝繼電保護(hù)裝置

采取各種措施雖能有效地降低雷擊事件發(fā)生的頻率，保護(hù)輸配電設(shè)備免遭損壞，但雷電這一自然現(xiàn)象有著極大的偶然性。為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，還需安裝繼電保護(hù)裝置，縮小雷擊事件波及范圍、降低斷電可能性，提高電力系統(tǒng)故障自愈性。確保當(dāng)雷擊事故發(fā)生瞬時性故障時，輸電線路能自動合閘供電。

（四）“疏導(dǎo)式”防雷保護(hù)

我國把線路雷擊跳閘率作為考核電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，也即是“堵塞型”防雷保護(hù)方式，這種方式在電源點(diǎn)稀少，電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱的情況下是合適的，但實(shí)際中投資巨大，且技術(shù)上難以實(shí)施。因此，一些防雷研究專家又提出間隙防雷這種“疏導(dǎo)型”防雷保護(hù)方式，其核心思想是允許運(yùn)行線路有一定的雷擊跳閘率，采用間隙裝置并聯(lián)于絕緣子上，以定位雷電閃絡(luò)路徑，疏導(dǎo)工頻電弧，避免絕緣子損壞，雖有雷擊閃落，但重合閘能夠成功，就不必?fù)?dān)心線路的雷擊事故。因此，若將兩種方式很好地結(jié)合起來，因地制宜地采用，輸電線路防雷保護(hù)工作將更進(jìn)一步[4]。

三、防雷技術(shù)的應(yīng)用

避雷線的主要作用是將因雷擊放電產(chǎn)生的強(qiáng)電流引入地下，避免線路發(fā)生閃絡(luò)和擊穿絕緣子。為了保護(hù)輸電線路免遭雷擊，220～750kV線路應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線。110kV線路可沿全線架設(shè)避雷線，在山區(qū)和強(qiáng)雷區(qū)應(yīng)架設(shè)雙避雷線。在中低壓輸電線路，在雷擊事件發(fā)生概率較大的區(qū)間配備避雷線。同時，還需要在線塔頂部以及變電設(shè)施等處設(shè)置避雷針，將雷電過電流引向接地裝置，泄放大地。對于雷害高發(fā)區(qū)，地閃密度較大，雷害情況嚴(yán)重等地區(qū)的高壓架空輸電線路還可采用單獨(dú)設(shè)計引雷塔進(jìn)行防雷，引雷塔塔頭上的可控避雷針高出被保護(hù)物的突出地位，形成負(fù)保護(hù)角，將雷云放電通道引向自身，然后通過引下線和接地裝置將雷電流泄入大地，引雷塔防雷效果好且保護(hù)范圍大。強(qiáng)化防雷裝置和避雷線以及接地網(wǎng)的分流作用。防雷系統(tǒng)主要依靠分流雷電流保障輸電線路的正常運(yùn)行，而避雷線與避雷器能夠在泄放雷電流大小，取決于系統(tǒng)接地電阻的大小，接地電阻越小，防雷性能越好。對于山地土壤電阻較高區(qū)域一般可將具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的降阻劑敷設(shè)于接地網(wǎng)絡(luò)周邊，改善接地網(wǎng)絡(luò)的引流效果。對于桿塔接地裝置，可根據(jù)土壤電阻率將接地裝置加大一級使用或采用新型的石墨接地材料代替常規(guī)圓鋼接地，以降低接地電阻保證接地裝置可靠性。降低雷擊所引發(fā)的故障的影響。雷擊輸電線路造成大面積停電的后果很嚴(yán)重，為了降低雷擊失壓的可能性在環(huán)境條件不允許采用降低接地電阻的技術(shù)方法時，可在線路下架設(shè)耦合地線代替，利用其起到分流作用。其次在設(shè)計輸電線路的二次回路時，根據(jù)防雷需要設(shè)置繼電保護(hù)裝置，在系統(tǒng)因感應(yīng)過電壓瞬時性故障等引發(fā)繼電保護(hù)裝置誤動時，能夠準(zhǔn)確識別故障原因并自動重合閘，避免因雷擊導(dǎo)致長時間斷電。在電源點(diǎn)多，電網(wǎng)網(wǎng)架強(qiáng)大的區(qū)域，并聯(lián)間隙并聯(lián)于絕緣子兩側(cè)，當(dāng)雷擊到線路上時，雷電過電壓通過間隙放電，工頻持續(xù)電流在間隙間燃燒受到電弧電動力和風(fēng)的作用逐漸熄滅，使得絕緣子串得到保護(hù)而免于損壞[5]。

四、結(jié)語

輸電線路雷擊事件發(fā)生的因素與所在區(qū)域氣象特點(diǎn)、地形地貌以及巖土導(dǎo)電性等不可控因素有關(guān)，也與輸電線路設(shè)施、設(shè)備自身構(gòu)造、材質(zhì)以及物理性質(zhì)的可控因素有關(guān)。在設(shè)計線路時，為防范雷擊輸電線路造成的影響和損失，可從可控因素的方面進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]虞建武.輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的運(yùn)用分析[J].科技與創(chuàng)新，2018（12）：148-149.

[2]徐宗升.輸電線路設(shè)計中線路防雷技術(shù)的運(yùn)用解析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（12）：176.

[3]吳斌.輸電線路防雷接地措施的重要性及其維護(hù)[J].現(xiàn)汗七國企研究，2017（22）：156.

[4]朱俊宇.解析線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中應(yīng)用[J].低碳世界，2017（12）：36-37.

[5]夏濤.同塔多回路技術(shù)在電力輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2017，34（01）：116-117+120.