输电线路的防雷设计与运维技术

唐光华 李应福 历子群 朱锐 刘松 陈云平 岩燕塔

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;运维管理

一、输电线路防雷设计探讨

以某山区为例，由于当地所处的位置刚好在冷暖气流的交汇处，再加上山区地势起伏的影响，此处雷电活动比较频繁。但是，由于在线路设计中，没有充分重视这一点，此处雷击事故发生率非常高，线路故障率常年居高不下，尤其是在夏季，经常出现停电事故，给当地居民的日常生活带来了很大不便。所以，线路设计中的防雷非常关键。一般来讲，线路防雷可以采取的措施有下述几种，在具体的设计中，应遵照结合实际、经济性、合理性等原则，进行综合考虑。

1.1 增加绝缘子

按照相关规定，线路绝缘是有一定要求的：一、若线路所处地区的海拔不过一千米，那么，110kV线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右（最好是8片）二、若档距比较大且杆塔高度超过了四十米，那么，绝缘子数量应按照每增加米加装1片的标准来确定。

1.2 优化接地装置

以110kV线路为例，其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后，线路出现跳闸的次数会有所减少，故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲，优化接地装置之后，输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%;如果接地装置以往设置的比较不合理，在经过改良之后，跳闸率降幅甚至可以达到50%。

具体实施中，接地装置改良的要点是降低电阻，一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等，应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下，降阻可采用布设接地极的方法，以解决接地不良问题。但要注意的是，不同線路的布设要求也不一样，实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路，接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始;若为铁塔线路，接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为1.5米长的，间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外，接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。

1.3 加装避雷设施

若杆塔较高，不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距，还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下，杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中，雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题，现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110kV线路来讲，侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置，长度一般约为3米，安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。若横向设备需加装避雷针，那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现，其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲，侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用，对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是，其也有一个明显的局限性：引雷率较高。对于这个局限性，目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。

另外，氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况，可有效降低跳闸率以及绕击率，对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。

1.4 调整保护角

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。

二、输电线路运行维护措施研究

2.1建立健全的检修维护机制

（1）相关部门要对输电线路的检修维护机制进行完善，明确线路检修工作内容和方法，并提升相关人员的专业技能和责任意识，同时，还要对各项规章制度的执行情况进行有效监管，以保证线路维护工作效率和质量的提升。

（2）对线路检修工作要做好记录与总结，工作人员在对线路进行检修后要及时对线路情况进行记录，并建立线路维护检修的数据资源库，以便随时对线路运行与检修情况进行查询，为线路的检修维护工作提供必要的数据支持。

（3）要通过规章制度的制定和执行，加强对输电线路检修维护工作的监督管理，监督管理人员要定期对线路运行情况及运维工作情况进行监察巡视，同时，线路检修部门也要加强对自身工作质量的监督和自检力度，从而使输电线路始终保持安全稳定的运行状态。

2.2输电线路的检修模式

在当前的输电线路检修工作中，通常采用的是变线为点的工作模式。由于该项工作专业程度较高，所以对于工作人员的专业技能水平也提出了更高的要求，其要多在线检修与离线检修的方式进行掌握和应用。在线路检修过程中，要注意线路的老化率问题，其老化率不应超过3‰，其绝缘爬距也要满足国家规定的相关标准。绝缘子的检修分为在线与离线两种模式，在线检修即分布电压，离线检修即零值电阻检测。对于线路老化率连续四年保持在2.5‰左右的，应两年检测一次，对于老化率连续四年保持在2‰以内的可四年检测一次，其检测总次数要小于五次。

2.3引进先进的设备

在进行输电线路的运行维护工作时，要注意引进当前较为先进的检测设备，通过对线路的检测及时发现老化的线路并进行更换。在目前的市场经济影响下，一些电力企业往往忽视了在架空输电线路运维方面的投入力度，这对于线路的安全稳定运行是十分不利的。所以，先关企业应认清当前发展形势，通过不断加大对输电线路运维资金的投入，引进更加先进的设备和线路，例如在雨季较长活雷击灾害较频繁的地区，可增加一系列防雷装置并更换性能更加稳定的线路等，通过对设备和线路的优化，提升输电线路的稳定性。

2.4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。

三、结语

线路故障是导致大规模停电的主要原因之一，对社会生产的影响力非常大。因此，降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑，在线路设计过程中，必须将防雷考虑在内，采取有效的避雷措施，尽可能的避免雷害事故的发生。

参考文献：

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[2]谢家力.肇庆地区输电线路防雷措施探讨[J].技术与市场，2015，22（10）：31.