线路防雷技术在输电线路设计中的应用分析李兴华--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

线路防雷技术在输电线路设计中的应用分析李兴华

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李兴华

[导读] 摘要：输电线路所输送电压越高，电线塔杆的高度就越高，线路尺寸就越大，这都使得输电线路非常容易遭受雷击的危害，近年来，由于一些自然和人为的因素，我们在输电线路上的损失可以说非常大，严重影响了各地的经济发展。

        宿迁三新供电服务有限公司泗阳分公司江苏宿迁 223700
        摘要：输电线路所输送电压越高，电线塔杆的高度就越高，线路尺寸就越大，这都使得输电线路非常容易遭受雷击的危害，近年来，由于一些自然和人为的因素，我们在输电线路上的损失可以说非常大，严重影响了各地的经济发展。因此，在设计输电线路时，应用防雷技术有十分重要的现实意义。
        关键词：线路防雷技术；输电线路；设计
        1分析雷电对于输电线路的危害分析
        雷电对于输电线路的危害主要体现在三个方面：第一，当遇到输电线路时，雷电的高热效应会转变为电流，使被击中部位瞬间产生极高的热能，导致此段输电线路被融化，进而燃烧起来；第二，来自于雷电现象的高压效应，雷电的电压值可以达到十万伏特以上，当雷电击发生在输电线路时，如此高的电压可以直接使得输电线路发生短路、跳闸甚至烧坏变压器，对于电气设备和金属导线的伤害都是非常巨大的，严重的情况就是引起火灾，造成人身安全和财产安全的巨大损失；第三，雷电现象发生时伴随的电磁感应现象，这些电磁感应会使得输电线路形成电磁场，间接导致输电线路的电流增大，和高热效应的危害结合在一起，对输电线路的危害更是大大提高，甚至被损坏的输电线路都无法修复。因此，在输电线路中应用防雷技术可以说是非常有必要的。
        2对输电线路频发雷击造成影响的因素分析
        2.1线路杆塔高度参数
        在山区设计输电线路时，必须避免参数值误差，否则在铺设线路时容易产生以下问题：塔身电感和电流程度加大，反击电流以及电压减少；由于相邻杆塔分流，会降低分流作用；如果线路之间间距差异较大，会提升导线的闪烁程度。
        2.2沿海、山区线路地形条件不利
        地形、气候等都会对输电线路设计造成影响，为保证线路的正常运行，在进行线路铺设时，必须对当地的气候条件等进行密切关注，及时反馈不良因素，防止不良现象的发生。常见的不良现象主要包括以下几个方面：沿海地区通常具有较长海岸线，空气中盐度过高会加大雷击发生率；倾斜山坡下坡地段有过长导线，上坡地段绕击较少，会加大保护角度，从而增加绕击频率，使山坡压力进一步增加并加深整体的雷害程度；部分纵深山谷地带存在复杂的气流运动，容易加大雷击范围，减少保护屏障。发生原因在于在上述气候条件下存在较为明显的开放空间，从而增加暴露弧长，并使气压上升，加大雷击发生率。
        2.3雷电活动强烈
        山区地带通常地形复杂，存在较为频繁的气流活动，所以容易产生强烈的雷电活动，平原地区由于地势平坦产生强烈雷电活动的几率较低。例如江苏、福建等沿海省份处于多雷区，容易出现电路短路等不良现象，严重影响当期输电线路的正常运行。
        2.4土壤电阻率高
        接地电阻与杆塔雷击统计具有非常密切的联系，部分公司在安装输电线路时需要选择山地等地形地貌复杂的地区，会对线路铺设造成不良影响。为了保证线路的正常运行，必须做好土壤以及岩石等的有效分层。通常技术人员在进行线路铺设时会加入避雷干扰等技术因素，上述操作对技术人员专业技能和操作水平具有较高的要求。如果线路铺设区抗雷水平较差或者锈蚀较为严重，需要采取有效的清理和改善措施，以使接地装置的完整性得到有效保证，同时做好线路的日常维护工作。
        3防雷技术在输电线路设计中的应用分析
        3.1选择输电线路
        经过多年对雷击现象的研究，可以发现雷击现象主要是受到环境因素、地理因素、气候因素的影响。在一些高山、倾斜的山坡、山谷地区本身就非常发生雷击的现象，所以输电线路在选择时要尽可能的避开这些区域，这样才能减少雷击事故发生的概率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

根据发生雷击地区统计数据，在输电路线设计时应当尽量避免的区域有富含导电性矿藏和地下水水位较高的区域、土质电阻率较低或电阻率发生突变的地方、河谷地带特别是顺风区域和风口山区、较为湿润的盆地和山谷、森林等区域，在架设电路时应当尽量避免绕过该区域，以减少雷击的发生。
        3.2采用合理的避雷装置
        （1）避雷线的搭设。避雷线是输电线路最基础的防雷装置，它的主要作用有三点：第一，对输电线路有一定的屏蔽作用，可降低导线电流；第二，经过铁塔，将雷击产生的电流分流，起到减小塔顶电压的作用；第三，对输电线路有耦合效果，降低了绝缘子的电压。避雷线主要应用于高压线路当中，在小于等于20kV的低压线路中，避雷线无法发挥其应有的作用。在搭设高压线的避雷线时，要根据输电线路电压等级的不同严格执行相关的设计技术规定。在此过程中要注意：第一，在110kV输电线路中，避雷线要采取全线架设的方式，但如果线路中有轻微的雷电活动或者年平均暴雨日期短于半月的区域，就无需架设避雷线；如果输电线路采取无线的架设方式，则应该在变电站搭设1～2km的避雷线；第二，对于220～330kV的输电线路或者处于年平均暴雨日期超过半月地区的输电线路，避雷线要采用全程架设的方式；第三，对于500～750kV的输电线路或者位于山区的输电线路，在架设避雷线时，要采用双线搭设的方法。
        （2）运用负角保护针。负角保护针对输电线路有很好的屏蔽作用。将雷击放电作用于地面上，能够有效降低雷电绕击区出现的概率，同时还能缩短临界击距，对输电线路起到良好的保护作用。负角保护针是架设在杆塔顶部导线上方的，是侧向安装的，多用于山顶、山坡等地区的杆塔上。其材料多为钢针，长度为2.5m或2.8m。
        （3）安装可控放电避雷针。可控放电避雷针的工作原理是：在雷击前，通过向上的先导作用产生上行累闪，然后利用针尖形成的电场产生脉冲放电，从而降低雷电绕击形成的概率，有效地保护输电线路。可控放电避雷针安装在塔顶地线支架的上方，具体位置和个数需要根据杆塔所处的地形和形状来选择。
        3.3改进接地电阻
        （1）增加或延长接地射线。这种方法主要是针对老旧输电线路接地材料老化和新建、改造输电线路接地电阻降低等情况的。
        （2）采用垂直接地体的方法。这个法是在接地装置射线上添加多个垂直接地体，其材料多为角钢，长度控制在0.6m左右，彼此间的距离3m为宜，并与接电线焊接在一起。
        （3）采取集中接地的方式。这种方法是将杆塔的接地集中在一处，利用垂直接地体，按照2～3m的间距将其布设在杆塔基础外围，然后用圆钢将杆塔接地引下线与这些垂直接地体连接成一个整体。
        （4）替换土壤。利用低电阻率的土壤替换高电阻的土壤，然后再接地，有效地降低接地电阻是一种最直接的方法。
        3.4科学、合理地设计杆塔
        第一，加大塔身的电感程度和电流，有效降低反击的电路和电压；第二，合理分布杆塔位置，保证杆塔间距的均衡性，有效控制导线闪烁程度；第三，在架设相邻的杆塔时，要避免发生分流问题，保证各自分流作用的独立性，提高对输电线路电流的分流能力；第四，提高杆塔的绝缘水平，合理增加绝缘子片的数量，进而提高输电线路的耐雷水平。
        4结语
        总之，科学技术是第一生产力，将防雷技术科学的应用在输电线路设计上已经迫在眉睫，在设计输电线路的时候，要结合线路的实际情况，考虑地形环境、气候等多方面的因素，合理运用各种防雷技术，有效提高输电线路的防雷能力，避免发生雷击事故，以保证输电线路的运行安全。
        参考文献：
        [1]田海遥.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].科技资讯，2017（14）.
        [2]朱俊宇.解析线路防雷技术在输电线路设计中应用[J].低碳世界，2017（12）.
        [3]虞建武.输电线路设计中线路防雷技术的运用分析[J].科技与创新，2018，（12）.
        [4]徐宗升.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].山东工业技术，2018，（12）.