输电线路防雷设计与输电线路运维技术

输电线路防雷设计与输电线路运维技术

王宇李辰

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：输电工程发展至今，输电线路的雷击跳闸一直是人们关注的焦点，它是妨害电力系统安全稳定的重要因素之一，严重影响着配电系统的平稳运行。据统计，在输电线路的全部跳闸事故中，雷害事故占有1/3以上的比例。当电力线路遭受雷击后，电力线路中将会流过雷电流，雷电流最后导入大地；即使电力线路未遭受到雷击，一旦雷击出现，输电线路上的感应电荷将会朝着导线的两边流动，进而入侵变电站，对电力设备造成破坏。由此可见，研究合理有效的输电线路防雷保护措施具有重要的现实意义。

关键词：输电线路；防雷设计；输电线路；运维措施

一、引言

据运行记录，架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的，因此新建线路必须根据线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构的不同，进行差异化绝缘配置，重点加强多雷区、强雷区内杆塔和线段的防雷保护，降低电网中事故的发生频率。

二、输电线路的防雷

电网中的事故以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在山区的输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的。某一线路路径山区，地势起伏较大，加之区域暖空气北上和冷空气南下的通道，冷暖空气在此交汇，空气对流剧烈，雷电活动活跃，在线路初步设计中加强防雷设计十分必要。

2.1加强架空线路的绝缘水平

在相关规程中，对架空输电线路的绝缘给予了明确的规定。对于海拔低于1000m的地区，110kV输电线路的悬垂绝缘子串中绝缘子个数应该大于或等于7片，选择8片为最佳。对于档距较大，高度在40m以上的线路杆塔，每增加10m的高度应该增加一片绝缘子。

2.2改善接地装置对于110kV架空输电线路的运行维护来说，重点在于对接地装置进行改进。改善后的线路杆塔雷击跳闸概率将会大大降低，甚至降低率能够达到25～30%；对于原来接地装置较为恶劣的线路杆塔，经过改善后，跳闸率甚至会下降30～50%。在改善接地装置上，可以降低接地电阻，降低杆塔接地电阻的方法有：将接地体水平外沿、采用深埋式接地极、填充适量的低阻物质、加装一定的导电接地模块等等。对于土壤电阻率较高的区域来说，可以布设适量的垂直接地极，对接地不良的现象进行改善；对于水泥型杆塔线路来说，在布设垂直接地极时，应该从杆塔3～5m处开始进行；而对于铁塔线路来说，在布设垂直接地极时，应该从杆塔5～8m处开始进行。接地极的长度选择1.5m为宜，间距控制在4～6m之间为宜。另外，还可以使用适当增加耦合系数的方法，它可以对接地装置进行改善，而增加耦合系数的途径有：布设架空地线、增加耦合地线等。值得注意的是，雷击过程中存在暂态行波以及稳态电磁感应，对此，可以采用强化电磁感应型杆塔接地射线的方法来对杆塔接地装置的分布进行改善。图1给出了110kV架空线路的强化电磁感应型杆塔接地射线结构。当土壤电阻率大于1000Ω•m时，可以采用图1的结构来增加电磁耦合系数。

2.4减小线路保护角降低110kV输电线路的耐雷水平还有一种重要的技术措施，即减小保护角。对于已经建成的或是已经投运的线路来说，要改变线路的保护角较为困难，实施性较差，尤其是架设于山区中地面倾角较大的杆塔，基本无法改变保护角。总体来说，减小线路保护角的方法需要较大投资。在工程实际中，需要从技术、资金等各方面综合考虑，选择合适的保护角，保证线路的经济安全运行。

2.5安装氧化锌避雷器在架空线路上安装氧化锌避雷器是提高线路耐力水平的有效方法之一。其主要优点在于能够降低线路的绕击率以及跳闸率。这种方法适用于：雷电活动强烈的区域、土壤电阻率高的区域、采用常规的降低接地电阻的方法较为困难的区域等。

三、检查要点和维护措施

3.1输电线路的检修模式科学的输电线路检修模式是变线为点，要求进行检修的人员必须要有相应的专业知识，掌握在线以及离线两种情况的检修方式。在进行线路检修之时要保持交通的畅通和便利，以便于检修工作按时进行和完成。其次对于设备的选择之上要具有一定的先进性，性能优良且具有良好的售后服务。然后考虑检修线路的选择，如果发生跳闸状况，此线路对整个电力系统的影响要尽量最小。最后要注意绝缘的老化率，最好选择老化率低于3‰的线路，并且绝缘的爬距要满足国家标准。进行绝缘子检测有在线和离线两种情况之分，具体说来就是分布电压，以及零值电阻检测。检测周期的确定，通常对于老化率在2.5‰左右并且连续四年如此情况的两年检测一次，如果连续四年老化率保持在2‰以内的，则每四年进行一次检测，并且检测次数要小于五次。

3.2架空输电线路的检修因为输电线路少不了诸如电线杆、塔之类的物体作为承载体，而这些设施又十分容易受到各种外界因素的影响，因此要格外注意检修问题。处在外界的电路通常都会使用绝缘材料将其包裹，要做好针对绝缘材料的清洁和保养工作。在进行输电线路的各方面的检修和维护之时，都必须严格按照国家的相关规定和标准进行，以确保输电线路的正常运行。

3.3防雷监测输电线路非常容易受到各种自然现象的影响，比如雷电的影响。目前我国的防雷技术已经获得了很好的成绩，水平也在不断提高，但在面对输电线路的防雷工作之上依旧需要保持高度的重视和警惕。由于雷电问题有时候会很突然，让人措手不及，所以在日常工作当中要注意对室外的线路进行保养，并且安装防雷装置。要保障防雷装置的正常运转，提高防雷的有效性，就必须对零值瓷瓶进行更换。之前我国的防雷装置还较为落后，存在很多的弱点和不足之处，但随着科学技术的发展已经渐渐得到改进和完善，所以可以放心使用。

3.4施工质量控制要保障输电线路正常工作，首要工作就是必须保障施工的质量。在进行输电线路施工当中，每一个环节都需要有专人进行质量检查，保障施工的质量符合国家相关规范和标准。并且在检查当中质检人员还应该建立相应的检查报告、质量趋势图等，以便于随时了解施工情况，及时发现问题并解决问题保障施工质量。在项目施工开始之前要有一个详细而科学的计划，设定科学的质量目标，明确人员的具体工作内容和权重划分，落实责任制。同时要对施工人员进行专业的培训，提高安全意识，减少意外发生几率。管理者更是要做好指导和监管工作，整体提高整个施工队伍的综合素质和施工质量。

3.5目前，线路防雷除了上述措施之外，调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果，但是，其缺点也比较多，其中包括：投运线路往往很难进行保护角调整；部分线路无法实施；此种做法需要大量资金作为支持，成本较高。所以，在具体线路中，应结合资金实际和技术能力，综合分析以确定合理的保护角，保证线路效益。

四、输电线路运维技术分析

4.1线路检修

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。

4.2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。

五、结束语

总之，电力运维单位应该不断加大配电网建设改造投资力度，完善防雷避雷机制，提高线路运行的可靠性，加强配电网统一规划，确保线路防雷管理方案与电网整体规划相协调，全面提升配电网发展水平，切实服务地方经济发展。

参考文献

[1]罗剑.10kV线路单相接地故障分析及处理方法[J].企业研究，2015（20）：58~59.

[2]严玲.浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（08）：42~43.