高壓輸電線路的綜合防雷措施分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

高壓輸電線路的綜合防雷措施分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對電能的需求增多，我國的電網(wǎng)建設(shè)也越來越完善。如何確保電力運(yùn)輸?shù)陌踩蔀槲覈娏ζ髽I(yè)當(dāng)前需要解決的首要問題。基于此，論文就雷電對高壓輸電線路的影響、我國高壓輸電線路防雷工作中的問題以及綜合防雷措施等進(jìn)行了簡單探討。

【關(guān)鍵詞】高壓輸電線路;綜合防雷措施

引言

高壓輸電線路是電網(wǎng)安全運(yùn)行中較為重要的組成部分，高壓輸電線路作業(yè)，決定著電能傳輸效果，影響供電效率。被雷擊中的高壓輸電線路會(huì)存在短時(shí)間電流快速增加的情況，超過線路原有的負(fù)荷范圍，使線路出現(xiàn)短路、燃燒等問題，影響電能傳輸效果。另外，短時(shí)間過強(qiáng)電流的出現(xiàn)會(huì)使線路連接設(shè)備電壓升高，進(jìn)而破壞設(shè)備性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生爆炸，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性。為此，在高壓輸電線路設(shè)計(jì)中，要加強(qiáng)防雷處理，維護(hù)高壓輸電線路安全運(yùn)行。

1雷電對高壓輸電線路的危害

（1）如果桿塔遭到雷擊，自身就會(huì)形成導(dǎo)體，進(jìn)而對桿塔中的輸電設(shè)備以及導(dǎo)線造成不利影響。嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致電線自燃，整個(gè)輸配電系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)，造成大面積停電。電流強(qiáng)度超過一定限度會(huì)影響電力設(shè)備的自主修復(fù)功能，相關(guān)人員不得不通過更換線路設(shè)備的方式恢復(fù)供電。而這不僅會(huì)加大線路設(shè)備的維修難度，還會(huì)增加線路設(shè)備的維修成本。

（2）高壓輸電線路遭受雷擊會(huì)出現(xiàn)過電壓的情況，導(dǎo)致線路和設(shè)備因電壓超限而出現(xiàn)絕緣性能損害。一方面，會(huì)造成大范圍停電，影響人們的正常生產(chǎn)生活;另一方面，會(huì)增加公眾生命安全隱患。由此可知，加大對高壓輸電線路防雷工作的重視度，對于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

2高壓輸電線路引發(fā)雷電的原因

2.1桿塔因素影響

桿塔在被雷擊后，產(chǎn)生的電荷會(huì)經(jīng)過桿塔與大地形成一個(gè)單向回路，使桿塔出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，影響高壓輸電線路的正常使用。高壓輸電線路桿塔會(huì)根據(jù)所在區(qū)域供電需求設(shè)置相應(yīng)的高度，桿塔間存在相互影響，在雷擊下產(chǎn)生不同反應(yīng)。如桿塔電流與反擊電流呈反比，桿塔電流增加，反擊電流就會(huì)逐漸減弱，抵抗雷擊的能力會(huì)減弱;導(dǎo)線閃爍大小會(huì)導(dǎo)致桿塔線路間出現(xiàn)不均衡分布，受雷擊后局部荷載增大，造成燒毀現(xiàn)象;臨近桿塔間的分流會(huì)抑制分流作用，增加局部電流頻率。

2.2復(fù)雜地形影響

對于山區(qū)、沿海等地域，地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較強(qiáng)，在高壓輸電線路鋪設(shè)時(shí)經(jīng)常會(huì)受到地形地勢、氣候環(huán)境等因素的影響，增加問題出現(xiàn)率。雷擊是這類環(huán)境條件下最常出現(xiàn)的情況，且破壞力度較大，維修難度高，對輸電系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。具體來說，不良后果主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。（1）縱深山谷地帶。這類地區(qū)氣流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性高，受到雷擊影響范圍較大，再加上未設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)屏障，難以維持高壓輸電線路的安全運(yùn)行，容易增加事故發(fā)生率。而產(chǎn)生這一情況的原因?yàn)?，區(qū)域內(nèi)開放空間面積較大，暴露在外面的弧長較長，所以在氣流運(yùn)動(dòng)中，容易吸引雷電注意，增加雷擊概率。（2）傾斜山坡。由于上坡的地帶很少有繞組，而下坡的地段導(dǎo)線過長，雖然目的是增強(qiáng)保護(hù)效果，但山上的繞組仍缺少科學(xué)保障，繞擊頻率會(huì)逐漸增加，雷擊次數(shù)增多，影響線路安全運(yùn)行。（3）沿海地區(qū)。海岸線區(qū)域內(nèi)空氣中鹽分含量較多，容易引起雷擊事故。

2.3土壤電阻率

接地電阻是實(shí)施雷擊電流分流處理和消耗的重要方式。桿塔作為雷電的主要襲擊目標(biāo)，如果不能合理設(shè)置接地電阻，雷擊產(chǎn)生的電流會(huì)擊穿桿塔，產(chǎn)生故障問題。而對于高山、巖石等復(fù)雜地形區(qū)域，如果不能科學(xué)設(shè)置接地電阻，發(fā)揮土壤結(jié)構(gòu)的作用優(yōu)勢，會(huì)降低防雷水平。此外，若是出現(xiàn)雷擊塔頂?shù)默F(xiàn)象，由于土壤的電阻率很小，極有可能造成反射的現(xiàn)象。因此，山區(qū)線路更容易遭受雷擊，而平原線路則可以通過降低接地電阻來減少遭受雷擊的可能性。

3高壓輸電線路的綜合防雷措施

3.1加強(qiáng)高壓輸電線路管理

就目前高壓輸電線路防雷擊設(shè)計(jì)情況來看，部分地區(qū)設(shè)計(jì)人員缺乏對高壓輸電線路防雷管理意識，這無疑增加了高壓輸電線路遭受雷擊的可能性。所以在新的輸電要求下，高壓輸電線路設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對高壓輸電線路的管理，在設(shè)計(jì)過程中可在線路最容易受到雷擊的地方安裝避雷器等設(shè)備，取線路中間位置安裝避雷器，減弱桿塔電感，做好絕緣接地處理?；蛘呃民詈系鼐€和避雷設(shè)備，維護(hù)高壓輸電線的安全性。另外，做好連接位置的防雷處理。對架空線和電纜線進(jìn)行單獨(dú)的防雷保護(hù)，并按照電纜與電壓情況制定防雷措施。設(shè)計(jì)中如果發(fā)現(xiàn)電纜與架空線連接的情況，要按照規(guī)定要求科學(xué)設(shè)置連接接頭。設(shè)備電纜屏蔽層的兩側(cè)必須接地深處，且在操作過程中有效操作防雷設(shè)備，最好在變壓器座采取防雷措施，也可在保險(xiǎn)絲之前安裝防雷裝置。

3.2安裝避雷設(shè)備

高壓輸電線路的防雷設(shè)計(jì)中，安裝避雷設(shè)備是常使用的手段，最常見到的避雷設(shè)備以避雷針和負(fù)角保護(hù)針兩種為主：避雷針要求安裝到塔頂?shù)拙€支架上，數(shù)量和位置需根據(jù)高壓輸電線路所處環(huán)境下的支架特征而定，它可以在雷擊發(fā)生前儲存較高電能，利用脈沖作用降低雷擊影響;負(fù)角保護(hù)針則是通過負(fù)角保護(hù)的方式減少雷擊應(yīng)用的一種措施，在雷擊的第一時(shí)間將多余電流轉(zhuǎn)移到避雷線上，保護(hù)高壓輸電線路安全。負(fù)角保護(hù)針多數(shù)情況下安裝在塔架或電線頂部位置，如果網(wǎng)絡(luò)條件允許可以通過多智能體的全智能控制，將其他線路、微電網(wǎng)系統(tǒng)、斷路器等單元系統(tǒng)模擬量和開關(guān)設(shè)置量收集到智能終端設(shè)備中，采用最簡單的信息處理系統(tǒng)，將信息從主要區(qū)域的后續(xù)處理單元發(fā)送到中央處理過程的每個(gè)單元，綜合分析信息內(nèi)容。負(fù)角保護(hù)針在使用過程中，需要對角度展開科學(xué)調(diào)整。

3.3自動(dòng)重合閘的設(shè)置

我國目前現(xiàn)有的自動(dòng)重合閘以單相裝置、三相裝置、綜合裝置和失活裝置這4種為主。在高壓輸電線路受到雷擊影響后，自動(dòng)重合閘的繼電保護(hù)會(huì)立即開啟，實(shí)現(xiàn)雷擊段線路的閉合，以停電的方式來保障高壓輸電線路整體質(zhì)量，確保其他路段電能的傳輸。高壓輸電線路遭受雷擊停電的概率很大，瞬時(shí)斷電和自動(dòng)重合閘的瞬時(shí)鏈路技術(shù)有待改進(jìn)，這需要專業(yè)人員繼續(xù)展開研究，以期優(yōu)化自動(dòng)重合閘的技術(shù)水平，充分發(fā)揮其在工作中的優(yōu)勢，維持高壓輸電線路的安全運(yùn)行。例如雙重自動(dòng)重合閘的安裝：首先要保證設(shè)備類型、規(guī)格的一致性，盡可能在同一制造商處進(jìn)購相關(guān)設(shè)備。雙重自動(dòng)重合閘需要安裝在兩個(gè)獨(dú)立的保護(hù)裝置內(nèi)，促使其正常運(yùn)行。運(yùn)行中，不需要開展過多的調(diào)試工作，操作人員只需對其中一個(gè)重合閘實(shí)施操作即可發(fā)揮出保護(hù)性能。對重合閘關(guān)聯(lián)設(shè)備實(shí)行調(diào)試時(shí)，除了要嚴(yán)格按照規(guī)定要求作業(yè)外，還需對變壓器設(shè)備展開深入處理，在低壓和高壓側(cè)分別安裝低壓電涌放電器，推動(dòng)設(shè)備良好運(yùn)行。最后，做好避雷器、桿塔及地面網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)處理，利用絕緣架空線替換原有的裸導(dǎo)體，控制短路故障。

結(jié)束語