摘要：近年来，伴随我国城市化进程的快速发展以及人们生活水平质量的不断提升，我国社会对于电能的需求量也越来越大，这就为我国的电力事业发展带来了巨大的上升空间。输电线路是电力工程中至关重要的部分，其运行稳定性直接影响着电能的正常输送，在输电线路运维过程中，雷击是一种较为常见且危害性较大的安全事故，输电线路遭受雷击会导致其线路短路，严重的还有可能引发火灾等问题。如何加强线路的防雷性能是保证输电线路安全稳定运行的前提。
关键词：输电线路；防雷设计；运维技术
一、输电线路受到雷击的形式
输电线路雷击形式主要分为以下几种:第一,雷电感应。雷电感应分成静电感应与电磁感应,雷电流可以在其周围空间形成较大磁场,该磁场四周导体会产生特别高的电压,容易出现二次放电现象,破坏周围电气设备。第二,球形雷。此种雷击形式比较罕见,根据研究资料得知,球形雷能够通过门窗进入到房屋内部,对居民的生命安全产生较大威胁。第三,直击雷。一旦发生直击雷现象,在短时间内会产生特别大的雷电电流,电流侵入到地表,与雷击区域相接触的金属设备,会产生较大的对地电压,进而引发大规模的触电事故。
二、输电线路遭受雷击的原因与危害
输电线路工程建设中，会应用到金属材料构件，这就增加了线路遭遇雷击的风险，当输电线路遭受雷击时会通过金属构件产生大量感应电流，当感应电流达到一定的电压后就会进入到输电线路，导致线路电压迅速提升，这就会增加线路出现故障的几率，严重的可能导致线路瘫痪而无法正常运行。尤其是在线路相关设备抗压性和稳定性较弱时，如果出现雷击现象，则会对电力设备造成严重损伤，同时也容易导致安全事故的发生，除此之外，输电线路遭受雷击还会导致线路的维修与维护成本大大提升，不利于电力行业的稳定发展。所以，电力部门应根据所在地区的气候特点对输电线路进行科学有效的防雷设计及运行维护管理，以保证电力输电电路的安全稳定运行。
三、输电线路的防雷设计与运维技术
（一）避开落雷密度偏大的区域
杆塔处于复杂的野外环境中,导致输电设备运行出现故障的原因以及故障的部位和形式极其繁杂,据电力运行部门提供的台账数据表明输电线路50%以上的事故都由雷击造成的。因此应基于前文所述对输电线路所处区域气象数据的分析,避免架空线路路径穿越地表水域、峡谷等高危地段。当输电线路经由平原与丘陵地带时,雷电会以直击雷的方式击中输电线路或基础设施造成输电线路反击,因此应在满足系统运行需求的前提下,尽量降低输电线路的冲击接地电阻。而在雷雨多发的山区,在避开落雷密度较大区域的同时,应通过安装避雷线提高输电线路的绝缘性能以减小被雷电绕击引发故障的概率。
（二）改善接地装置
在110kV架空输电线路的维护方面,首先应该改良接地装置。因为改良接地装置后,可以有效地降低线路杆塔的雷击跳闸概率,理论上可以降低20%～30%的雷击跳闸概率。如果原来的线路杆塔接地装置较差,改良后甚至可以降低50%的雷击跳闸概率。在具体的改善接地装置方面,可以使用降低接地杆塔电阻的方式,具体方法为深埋接地极,填充低阻物质等。在对水泥型杆塔线路布设地极时,要从杆塔的3～5m处开始布设。对铁塔线路进行布设垂直地极时,要从5～8m处进行布设。此外,还可以用增加耦合洗漱的方式对接地装置进行改良。需要注意的问题是,在雷击过程中,存在暂态行波以及稳态电磁感应现象,可以使用强化电磁感应型杆塔接地射线的方式改良接地装置。在土壤电阻率大于1000Ω•m时,可以采用110kV架空线路的强化电磁感应型杆塔接地射线结构。
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（三）应用避雷器
避雷器对于输电线路的竖向线路防雷保护发挥着重要作用，当避雷器的电压低于杆塔与导线电位差时，避雷器会进行自动分流，以避免绝缘子闪络问题。在当前避雷器的设计和应用中，氧化锌避雷器逐渐得到了推广和应用，其可以对感应雷过电压起到很好的一直作用，且质量较好，所以其开始逐渐取代传统的普通避雷器。氧化锌避雷器对绝缘子的绝缘层增加了防弧金具，使引起闪络的位置处在防护金属和绝缘子的贴胶之间，所以对于保护高压线路断线问题具有良好的效果。当出现较强雷电天气时，避雷器可以将雷击产生的过剩电压导入大地，起到对线路的保护作用。
（四）科学选择输电线路检修模式
在现阶段的输电线路检修作业环节,检修人员采取变线为点模式较多,因为此项工作的专业技能水平比较高,对检修人员提出严格要求,并科学运用在线检修技术与离线检修技术。在输电线路检修期间,检修人员要特别关注线路老化问题,输电线路的老化率不宜超过3‰,输电线路的绝缘性能要满足规定标准要求。对于输电线路运维人员来说,还要大力引进新型检测装置,一旦发现老化的设备与线路,要马上更换。对于相关企业来讲,要根据输电线路检修工作中存在的难题,适当加大资金投入力度,并引进新型的输电线路及相关设施。
此外,输电线路运维人员还要加强巡视,需要特别注意下列问题:(1)定期进行线路巡视。结合输电线路的运行现状,按照线路运维计划,进行科学巡视,如果发现输电线路中的设备出现缺陷,要及时修护。通常来讲,输电线路的巡视需要每周一次,巡视单位要结合实际情况来定,可以进行有效调整。(2)加强故障巡视。通过加强故障巡视,能够帮助输电线路运维人员更好地了解故障产生原因,并确定出故障点,结合故障特点,有针对性地进行维护。在输电线路故障巡视过程当中,运维人员要对各个巡视区域进行严格巡视,避免出现在终端或者遗漏,一旦发现可能会引发故障的物件,均需要将其带回,并详细记录下现场具体情况,为后续的事故分析提供重要的参考依据。(3)开展特殊巡视。在气候变化比较大,自然灾害频发的地区,输电线路运维人员要开展特殊巡视,对整个输电线路进行严格巡视。如果输电线路出现异常现象,或者某个部件出现变形,要及时开展特殊巡视。
（五）减小线路的保护角
在维护输电线路的方法中还有一种技术措施,就是降低110kV输电线路的耐雷水平。但是,对于已经完成或投入运行的线路已经不适合改变线路的保护角,尤其是地势环境较为复杂的杆塔等。因此,要从多个方面综合考量研究,选择正确、适宜的线路改良方式。
（六）实施有效的防范措施
由于一些地区的输电线路运行环境较为复杂，所以其容易受到自然因素的影响而造成损害，除常见的雷击灾害外，输电线路还会受到各类生物的侵袭以及雨水等物质的腐蚀。所以在进行输电线路的运维工作中，要做好对线路的防护，例如设置驱鸟装置，降低鸟类对线路的破坏；在人员较为密集的地区，要在线路附近设置安全警示标识；对于大风、强降水等恶劣天气要提前做好预警，将自然因素对输电线路造成的影响降到最低。
四、结论
电力系统要想稳定运行,必须不断加强对电力系统的建设工作,保持对输电线路的检修和维护,改善防雷机制,提高线路的耐力和绝缘性,并配合国家的相关规定进行建设改良。这样,才能确保国家电力系统的安全稳定运行,全面提高配电网的工作效率,为国民经济的发展与建设服务。
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论文作者:李树生
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6