输电线路综合防雷优化设计探讨
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水利水电
130 2015年3期
水利水电
输电线路综合防雷优化设计探讨
邹 科
昆明供电设计院有限责任公司，云南 昆明 650100
摘要：输电线路的正常运行受到许多因素的制约，而雷电就是其中一种。
雷电作为自然界一种常见的现象，有着巨大的破坏力，尤其是在多雷电的夏季极其容易造成输电线路故障，甚至是瘫痪。
虽然采取了不少方法来防止雷电对输电线路的破坏，但是效果不理想。
为了确保输电线路的正常运行，则需要对输电线路的防雷设计进一步优化。
关键词：输电线路；防雷；优化设计 中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)03-0130-01
1 输电线路的防雷目标
在我国一些多雷雨地区，造成短路跳闸故障的原因多半是由于雷电打击而造成的，而雷电的破坏力又极大，输电线路会由于雷击产生一系列故障从而发生跳闸。
跳闸会影响人们的正常生活和生产，所以要采取有效的方式去防止雷电打击输电线路。
雷电在打击输电线路的瞬间可以达到几百万伏的超高电压，如此高的电压可以击穿避免输电线路短路的绝缘物，更严重的情况下会产生爆炸。
而输电线路是连接变电站和用户之间的桥梁，输电线路的安全运行与否都会影响对用户的正常供电。
输电线路遭受雷击之后会跳闸，而线路的跳闸不仅影响了用户的正常用电，更严重的是导致变电所内的设施遭到破坏。
所以防雷设计不仅可以满足用户的用电需求，更多的是保护了电力设施。
在现在输电线路中，由于采用了更高的铁塔，输送了更高的电压，从而导致现在的输电线路更容易遭受雷击。
国际电网会议上公布的数据显示，在长距离高压输电线路运行持续运行三年中，由于雷击造成的事故达到了总数的60%。
因此要依据各地的受雷击情况制定相应的防雷措施，保障电网正常运行。
2 常见的雷击类型 2.1 直击雷
直击雷是大自然中常见的一种，直击雷即为带电积云与地面之间产生强烈的放电。
直击雷会直接作用于输电线路上，直击雷的破坏力极强，其瞬时电压甚至可以达到几百万伏、电流可以达到几百千安。
这些能量可以在瞬时爆发出来，直击雷无疑会使得输电线路遭受严重的损坏。
直击雷不仅会产生电效应，而且由于高电流会产生热效应，最终将输电线路损坏等各种破坏效应。
为了更好的避免直击雷的雷击可以采用避雷线和避雷针等，从而将高能量的雷电导入到地下，避免输电线路被雷击损坏。
2.2 绕击雷
绕击雷在平原地区很少发生，但在山区或者丘陵地区则比较常见。
绕击雷的主要表现形式是雷击没有作用到避雷设备上，反而击于输电线路上。
绕击雷需要特定的地质条件，一般装有避雷线的输电线路很难收到雷击，但是绕击雷却可以在特定的地质条件下作用于输电线路。
目前对于防止绕击雷击于输电线路，也没有明显的突破性进展技术。
只有提高输电线路的耐雷水平及降低雷电先导的定位高度才能很好的预防绕击雷对输电线路的损坏。
2.3 反击雷
输电线路的避雷设备遭受雷击时，杆塔电位会随之上升，输电线路上会有感应过电压，当两者电位相差较多时则会出现闪络，即俗称的反击雷。
一般在高电压的输电线路上才会出现这种情况，应对反击雷的最好措施就是增加输电线路的绝缘性能。
3 输电线路的防雷优化设计 3.1 增铺避雷线
在输电线路上，铺设避雷线可以避免雷击向绝缘子放电，将雷电转移到避雷线上，进而有效减少了输电线路遭受雷击的几率，引导电流通过杆塔以及接地设备传到地面。
同
时还应注意的是，到导线上方铺设避雷线，直接接地。
雷云经过避雷线放电，通过避雷线，电流可以散播在地下。
如果是 输电线路，或以上，需全线铺设避雷线。
对于雷击多发地区，双避雷线的铺设是必要手段，可以有效地隔离雷电，使其无法与导线直接接触。
同时，要想获取更好的线路保护效果可尽量控制避雷角，避雷角越小，对线路保护越有利。
3.2 避雷器及避雷针的合理应用
输电线路遭受雷击会发生线路跳闸故障，在相对频繁发生跳闸故障的地区，可选择使用避雷器抵御雷击事故。
将避雷器设置在高压输电线路上对于防雷以及保护输电线路的正常运行有着无可取代的作用。
一旦出现避雷器电压低于杆塔以及导线电位差的状况，避雷器可自动分流，不会出现绝缘子闪络的问题。
当前，我国的部分地方已经开始应用和推广避雷器，通过不断的实践和经验总结，避雷器的运行效果较为良好。
但同时又因为避雷器的安装成本太高，因此，要根据具体情况具体分析是否需要安装避雷器，尽量避免不必要的浪费。
此外，还能够有效避免雷击以及输电线路故障的办法是选择应用氧化锌避雷器来抑制感应雷过电压。
3.3 优化和提升输电线路的绝缘性能
输电线路的绝缘水平一定程度上影响和制约着其耐雷能力。
所以，要想使得输电线路的耐雷能力得到提升，首先应做的是将输电线路的绝缘强度维持在可控制范围内。
类别不同的绝缘子的性能以及质量问题是设计高压输电线路时首要考虑的问题。
自洁性能较好的绝缘子材料能够帮助提升输电线路的防雷水平。
此外，扩大接地体的铺设范围一定程度上也能够加大电流在地面的泄放面积。
例如，我们可以在建筑物周边等距离铺设铜管，再将铜管焊接，这也是增强输电线路的绝缘水平的有效措施。
3.4 增加耦合地线
增加耦合地线这种方法极其适用于山区的输电线路中，不少地方由于各种不同条件的限制无法降低接地电阻。
而在输电线路的下部重新铺设耦合的接地线路将能很好的将雷电的电流进行引导，将雷击的大部分电流传输到地下，耦合系数增高的话，接地线路所传导的电流也将越多。
这种方法类似于降低接地电阻，不过这种方法有其独特的适用性。
4 结束语
总而言之，在输电线路的运行作业中故障多发，相关的技术人员需要做好对故障发生原因的分析和总结，积极的推广应用新技术、新设备、减少故障的发生、尽量做到零故障、零隐患，同时也要做到及时的防护，防患的措施，更好的为社会和经济的健康发展以及人们生产生活的正常有序进行提供相应的保障。
参考文献
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