解析线路防雷技术在输电线路设计中应用刘政

解析线路防雷技术在输电线路设计中应用刘政

刘政

云南电网有限责任公司曲靖供电局655000

摘要：随着社会的快速发展、经济高速增长，我国电网企业也加快了发展的脚步，输电线路是构建电网的重要单元之一。目前大部分输电线路在完成建设后由于内部和外在因素的影响，导致线路跳闸频发多发，严重时还会造成电力安全事故，影响电网安全稳定运行。就目前影响线路安全稳定运行的因素中，雷击是较为常见且典型的一种，尤其对于架设在地势较高的高压输电线路，遭受雷击的概率普遍偏高，实施防雷措施也具有一定难度。所以，本文针对线路防雷技术在输电线路设计中的应用展开分析和探究。

关键词：线路防雷技术；输电线路；设计；应用

前言

电力传输的媒介就是输电线路，输电线路是电力传输的重要组成部分，输电线路的可靠运行直接影响电网安全稳定运行。增大电网输送能力，主要依靠提高输电线路的电压等级，输电线路电压等级提高对应的输电线路塔杆高度也随之增加，目前大部分输电线路途径山间林区且大多建设在高山区域，高建筑物是雷电袭击的主要对象，输电线路遭受雷击的频率大大增加。所以，为了避免雷击对输电线路造成的损伤，确保电网安全稳定运行。下文将探析线路防雷技术在输电线路设计中的应用。

1.雷电对于输电线路的影响

夏季是雷电高发、频发的季节，但是不同的区域，遭受雷电的概率也存在差异性。当雷电在自然界中发生的时候，雷电的放电通道到达与地面的距离比较接近的时候，地面的高尖顶建筑物会影响到雷电的电场。同时，雷电也会对于输电线路造成相应的损伤和影响，从而影响输电线路的稳定性和安全性，当输电线路的运行出现故障，电力系统的稳定性也得不倒保障，从而影响供电质量和效率。下面将分析雷电对于输电线路的影响。

⑴雷电所产生高热效应对输电线路的影响

雷电在放电的过程中击到输电线上，雷电所产生的高热效应就会立即转变成数十万倍的电流，这时候雷电流就会在输电线路的杆塔上产生出极高的热能，会达到金属的融化点，所以输电线路杆塔上的金具导线就极可能出现融化现象，情况严重时可能会导致倒杆断线，影响电力系统运行的稳定性还有工业生产时候的安全性[1]。另外，当雷电在放电的过程中，雷击点的高压可以达到100kV及以上。如果输电线路上出现雷击点，可能引起输电线路上的相关电气设备、金具、导线受到破坏，导致线路跳闸、短路或烧毁变电设备的情况，更有甚者引发火灾，危及人身安全。[2]。

⑵雷电所产生电磁感应对输电线路的影响

在形成雷电的过程中会产生相应的电磁效应，当雷电在进行放电时击到输电线路的时候，电磁效应在输电线路上会产生交变线磁场，变线磁场会使输电线路的电流增大，电流过大会导致输电线路过载而烧毁[3]。

⑶雷电所产生机械效应对输电线路的影响

雷电带有一定的机械效应，当物体被雷电击中之后会有一定的变动，还会出现爆炸现象。当电力系统中有机械效应进入的时候，会破坏输电线路、变压器和发电机等设备，严重影响电力系统供电可靠性。

2.防雷技术原理

因为输电电力防雷技术的选择要具有适用性和合理性，所以有必要针对雷电放点原理还有防雷技术展开分析研究。人们所生活的大气环境中充满了水蒸气，当上升气流和大气有接触的时候，电荷会包围在大气中的小水珠，然后在气流的带动下形成云层，这种云层的表面带有正电荷，中间有负电荷和正电荷交织存在，云层下表面有负电荷，该种云层也称之为雷云。雷云向地面的放电过程含有先导放电阶段以及主放线阶段，先导放电阶段因为某个区域的电荷过剩，使空气中的部分介质中的绝缘体性质有了改变，然后导电通道形成，这个时候雷云和大地会达到10mV的电压[4]。当处于游离状态的异性电荷在开始运动的时候，这个过程中所产生的电流有200多千安，破坏能力强，接着，电压波和电流波经由放电通道后便会进入到雷击点。气体介质受到电场的影响，会提高电解质中部分带电的质点还有数量，以及移动速度也会得到提升，并且当达到最大值的失衡，电介质的绝缘性就会消失，上述内容就是放电原理。根据放电原理，可以研究雷电的放电系数，计算出地面落雷的密度值还有雷电流幅值，再根据数据将输电线路还有避雷线的耦合系数，还有输电线路的耐雷水平等推导出，接着把所得出的计算值来进行防雷设计[5]。

3.线路防雷技术在输电线路设计中的应用

⑴电路路径的选择要具备合理性

不同地方的地理环境和地理条件有着一定的差异性，所以受到雷电袭击的概率也不一样，但是输电线路架设路径中存在问题的地方特别容易受到雷电的袭击。所以在输电线路路径选择的时候，要尽量避开雷电经常发生的区域，不要在环山且有水有树木的区域，也不要选择在会经常发生土地电阻的地方，山谷、峡谷等地也不适宜，以及地下水位较高、地下含有导体矿物质的区域也要避开[6]。

⑵设置避雷线在输电线路上

设置避雷线在输电线路的相关合适位置，可以有效的防止雷击。所以，避雷线的选择也尤其的重要，避雷线要可以和输电线路相匹配，同时要确保避雷线要有正确的的输电线路。但是当输电线路的电压较低的时候，就不适合设置避雷线，当输电线路的电压达到120kV的时候，就要进行全线的避雷线布设，输电线路的电压处于220kV—350kV以及半个月及以上会有暴雨天气的区域，也要进行全程避雷线的设置。

⑶应用自动合闸系统

在线路防雷技术中使用自动合闸技术的时候，主要是应用了自动合闸系统，可以在一定程度上将雷击损失进行有效降低，以促进电力企业实现可持续发展。应用自动合闸系统在输电线路的设计中，可以有效增强线路保护的安全性。在雷电产生的过程中，合闸系统的相关设定的实现，线路可以自动环保进行保护，以免线路位置遭到雷电的破坏影响。我国的防雷技术也在不断的进步发展，提高了自动合闸技术的防雷效果，可以起到对于输电线路的保护作用，所以相关防雷技术研发人员可以就防雷技术进行深入研究，以推动输电线路安全设计的未来可持续发展。

⑷安装避雷器在输电线路上

通过使用避雷器可以有效弥补避雷线的使用缺陷，在输电线路上安装避雷器的时候要设置一个固定值的雷电流值，当雷电流值高于所设定的固定值的时候，避雷器将会启动，然后与避雷线相互配合工作，将雷击电流进行分流，接着将电流导向地面。为确保输电线路的电压正常，所以在进行避雷器安装的过程中，要严格选择铁塔的有关线路，并且有效的利用现有资源。

⑸接地电阻的减小

为了提升输电线路的防雷效果，就要调整接地电阻，降低接地电阻。对此，可以应用爆破技术来降低接地电阻。爆破技术是一种新型的技术，通过将相关区域内的土壤性质进行改变，然后使用爆破将地面炸开，再把电阻率相对较小的物体压入地下，使得土壤的导电性能有所改变。另外，还可以使用适量的降阻剂来减少接地电阻，在铁塔的附近放置降阻剂，促使被包裹的电解质还有水分等可以进入到土壤中，从而使土壤的电阻降低，以达到减小接地电阻的目的。

(6)安装架空地线避雷针

线路遭受绕击雷的概率随着杆塔的增高而增大，为了提升输电线路的安全稳定运行，在输电线路架空地线上安装防绕击避雷针，当雷电直击导线的过程中因防绕击避雷针高于导线，雷电首先击中防绕击避雷针，通过架空地线，将雷电流引入到大地，以达到释放雷电的作用。

结束语

综上所述，输电线路影响和决定着电力系统运行的稳定性和安全性，但是雷电经常会袭击输电线路，所以就必须要做好输电线路的保护工作，确保输电线路安全稳定运行的同时，还能为电力系统的正常运行提供有力保障，从而实现稳定和安全的供电，为人们的生活和工作提供便捷便利，在一定程度上还促进着社会经济的发展进步。

参考文献

[1]孙皓.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].山东工业技术,2018,No.266(12):176.

[2]刘惟天,王舒.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].建筑工程技术与设计,2017(3)

[3]钟凯.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].环球市场,2017(15)

[4]仲海军,毛妹,王俪潼,等.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].电子技术与软件工程,2016,No.79(05):244.

[5]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,No.266(12):182.

[6]万辉龙.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].通讯世界,2017(22):243-244.