输电线路综合防雷措施技术的经济性评估

2016-01-28姜红斌

大科技 2016年24期

关键词：避雷线经济性线路

姜红斌

（国网江西省电力公司赣东北供电分公司江西乐平 333300）

输电线路综合防雷措施技术的经济性评估

姜红斌

（国网江西省电力公司赣东北供电分公司江西乐平 333300）

当前我国各地区对于电能的需求量越来越高，也使得各地区的供电工作面临巨大的挑战。输电线路防雷技术是保证电网稳定运行的重要前提，我国南北地区跨度较大，每年雨季的雷电情况也不尽相同，因此需要根据实际情况调整防雷措施，并对其经济性进行评估。本文即是对输电线路防雷的经济性评估进行研究，首先介绍了当前国内各类输电线路防雷措施，并阐述了经济性评估的方式和具体步骤，以期能为相关工作提供参考。

输电线路；防雷措施；经济性评估

雷电是当前造成输电线路和电网损害的重要因素，其一般发生于我国雨季阶段，由于绝大多数输电线路均需要架设在室外，因此很容易产生雷击损伤。根据现代研究产生这种损伤的原因在于雷击后线路内产生过电压，并进一步导致绝缘子损伤，使得线路内瞬时电流量过大，导致各种电网设备的损伤。

1 现代输电线路当中的综合防雷措施

1.1 避雷线搭设

电网输电线路防雷措施当中最常见的就是增加避雷线，其主要是采用并联的方式在原线路当中接入一条辅助线路。在发生雷击之后，避雷线就可以对雷击所产生的电流进行分流，并将其引导如接地线路当中，从而发挥接地防雷设备的作用。在实际安装时，每两根避雷线路形成一个闭合的回路，该回路还存在一个小缝隙，这样就可以实现避雷线路的接地绝缘功效。目前所应用的避雷线路主要是为了防止雷击击穿绝缘子，并且为过多的电流提供宣泄的通道，从而保护该区域内的输电线路。

1.2 土壤电阻降低

接地避雷设施是输电线路的主要防雷方法，但由于我国各地区土壤的电阻值存在一定的差异，其中部分地区土壤电阻值过高，就会导致雷击时电流不易传到如地面。因此，为了提升接地防雷的效果，通常会采用人工干预的方式降低电杆或电塔周围土壤的电阻值，最常用的方法就是使用化学减阻剂，效果直接，而且能够有效降低土壤电阻值。还可以采用爆破接地技术，这种降阻的方式适用于山区或地下岩层较多的环境[1]。

1.3 耦合地线搭设

如果某一地区的输电线路在加装避雷线、降低土壤电阻值后，其防雷效果仍未达到预期目标，则可以采用耦合地线搭设的辅助手段。耦合地线就是指在铺设地线的过程中，将其铺设在导线的下端，这样就能够使上下两条导线形成耦合作用，从而提升避雷效果，并且还可以降低因雷击导致导线产生过电压的几率。同时，在输电线路遭受雷击的过程中，这种线路耦合铺设方式可以起到更好的分流作用，保证输电线路内电流量保持在规定范围内，也增加了接地线路的功效。

1.4 采用中性点非有效接地方式

电力系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式，可以使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致于引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时，由于先对地闪络的⊥相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。

1.5 加强线路绝缘

由于输电线路个别地段需采用大跨越杆塔，这就增加了线路的落雷机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也就越大。为了降低线路的跳问率，可在高杆塔上增加绝缘子串的片数，加大大跨越档导，地线之间的距离，以加强线路的绝缘。

1.6 装设自动重合问

由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后都能够自动消除。据统计，电力系统的大部分线路故障都是瞬时性故障，安装了自动重合闸装置能使线路迅速恢复供电，因此安装了自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。

2 输电线路综合防雷技术的经济性评估方法

2.1 经济评估模式

通常情况下，对输电线路防雷经济性的分析时采用的是层次分析模式。这主要是由于我国幅员辽阔，国内各地区的土壤、天气、水温等各类情况存在明显的差异，如果单纯使用数据评估的方式，则无法对各细节之间的关联性进行评估，从而降低了评估结果的准确性。而层次分析法则可以将防雷过程中的每个影响因素进行详细的评估，并了解各层次之间的影响因素和关系，从而获得更准确的权重系数。最终，根据综合数据对防雷措施的经济性进行更准确的评估[2]。

2.2 评估注意事项

在防雷措施经济性评估时：①必须将地区内的地质、气候等规律进行研究，其中主要包括评估地区每年雷雨季节持续时间、降雨量、大范围雷电天气的发生率等。根据国家电网管理标准固定，220kV的输电线路每年跳闸率应该低于0.315次/100km。②尽量避免使用保护角降低的方法进行防雷，因为降低保护角的同时必然需要修改电杆或电塔的高度，此时就会导致施工人员工作量的大幅度增加。同时，这种防雷方式也无法降低夏季雷电高发时期的防雷效果。

3 输电线路综合防雷措施的经济性评估步骤

3.1 地质勘查

在防雷措施经济性评估开始前，必须对该输电线路所在区域周围的环境地质数据进行勘查，其中地貌、地质结构、雷电发生率等需要与地区环境部门沟通，利用专业的勘探队伍完成数据的采集。而输电线路分布、绝缘设备安装分布、雷击后跳闸次数等数据，则由当地电力管理部门提供。将两项数据进行综合整理，为后期经济性评估工作提供更加准确的参考。

3.2 假设评估

在获取输电线路周围环境详细信息之后，就可以开展评估工作。在评估时首先采用假设的方式，将所评估的防雷措施方案假设为实际情况下采用的方案，同时利用计算机层次分析方式，将各项地理数据输入到系统当中，将所获得的数据与评估人员经验判断数据进行对比，从而获得该方案下每年输电线路跳闸次数，选择成本最低且跳闸次数相对较少的方案。同时，还需要判断假设预选方案在使用后所需要的维护成本、维护工作量、使用寿命等数据，并将其换算成经济性因素，从而更准确地进行评估[3]。

3.3 建立数据库

以现代计算机系统为依托，建立地区或国内输电线路防雷技术经济性评估数据库，将各类防雷措施安装方案和经济评估结果输入数据库当中。以层次分析法中的层次评估理念为核心，从而分解各类因素对经济性评估的影响。这样，在具体评估工作遇到问题后，就可以利用数据库内的评估体系完成相关工作，提升经济性评估的工作效率。

3.4 反馈体系

最终还需要建立相关数据的反馈体系，因为自然环境并不如生产线一般具有规律性，自然界当中的雷电天气会随着时间的变化而改变，每一年的数据虽然具有一定的规律性，但在短期内则具有很大差异。因此，必须在评估体系当中建立反馈体系，针对当前该输电线路覆盖区域内的自然环境情况进行反馈，从而使评估人员能够更好地掌握实际情况，从而使经济性评估工作更加准确[4]。