電力技術
作者：葉曉東
摘要：雷電電流大、電壓高、破壞力極強，給電力係統的設計和運行帶來巨大威脅。文章分析了雷電現象的危害性，提出了輸電線路防雷設計和運行的方法措施，以提高輸電線路的防雷水平，保障電力係統安全。
關鍵詞：輸電線路；電力係統；雷電流；防雷技術；耦合地線
中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）33-0131-02
雷電作為常見的自然現象，危害巨大，與此同時，各國對防雷技術措施的研究也已經較為成熟。在輸電線路中，要做好防雷工作，首先要做好雷電的觀測工作，掌握雷電參數和規律，可以通過加強與氣象部門和研發部門的聯係，獲取各個方麵的雷電資料，在設計和運行中還必須掌握各種技術，了解這些技術的應用方法、適用情形、不足之處以及一些未知問題的預防。因此，必須結合各個地區不同的環境情況和輸電線路安裝狀況，考慮目前電力係統的生產和建設的主要課題，不斷提高防雷的科技含量，並在不斷的經驗和技術改進過程中加以總結，采用科學合理的防雷措施，滿足各種電力係統的不同防雷需求，加強對電力係統的保護。
一、雷電的主要危害分析
雷電是自然界的常見現象，在我國南方山區出現較多，它的放電時間僅約0.01秒，但放射出來的能量非常巨大，破壞性極強。雷電流帶來的主要危害有下列幾種：高壓效應所製造出的衝擊電壓達數十萬伏，能瞬時破壞電力設備，或擊毀絕緣設備，發生短路，從而造成燃燒甚至爆炸；電磁感應能在雷擊點附近形成巨大的交變電磁場，產生的電流可能導致設備部分過熱而引發火災；高熱效應放射出高達上千安的電流，且雷擊點的熱能非常高，可能熔化金屬，導致火災以及爆炸；靜電感應能讓導體產生大量異於雷電性質的電荷，出現高壓，從而放電引發火災；電波入侵和防雷設備上的高壓對建築物出現反擊，使電力設備或線路短路引發火災；還能直接破壞電力係統的設備，造成電力係統故障或事故等。
二、輸電線路設計及運行中的防雷技術措施
輸電線路防雷手段的選擇需要綜合考慮，往往要求在當地線路的基礎上，綜合考慮線路的雷電活動強度和頻率、當地線路的重要性、運行方式以及地形狀況和土質的電阻率等，經過完善全麵的技術鑒定後，方能確定合適的防雷技術措施。
（一）合理選擇輸電線路路徑
雷擊的區域往往存在一些必然因素，也就是說，某些地區容易成為雷擊區，因此，正確的輸電線路路徑選擇就應該避開這些雷擊區，降低雷害。易受雷擊的地段主要有：地下水位高的區域或地下擁有導電性礦的區域；土質電阻率發生驟變的地區中一些低電阻率區，突變區域常見的有不同類型地貌如岩石和土壤、田地和山坡的交接地帶、斷層帶、山穀地帶等；順風的峽穀或河穀地帶和山區的風口等雷暴走廊區；被山丘包圍的濕潤盆地，如周圍有水庫、沼澤、水塘、湖、樹林等地帶；土壤和植被良好的山丘中凸起的頂部和向陽麵等。
（二）搭設避雷線
作為當今避雷最直接的方式之一，避雷線的應用非常廣泛，且效率較高，其功效不僅能夠避免雷電直擊導線，還具有分流作用、耦合作用和屏蔽作用。分流主要是說避雷線能夠縮減經過鐵塔的雷電流而降低塔頂的電位，減輕危害；還能耦合導線從而降低輸電線路中絕緣子的電壓；而屏蔽導線能夠直接縮減導線感應過電壓。
避雷線的選擇一般需要與輸電線路的電壓相匹配，通常來說，電壓低於20kV以下的地區無需搭設避雷線，因為這時避雷線無法發揮作用，而線路電壓高的壁壘效果就會好一些，成本也會相應少一些，通常避雷線的成本低於線路成本的1/10，200kV以上的線路一般都應全程搭設避雷線。在做避雷線邊導線時要注意將其保護角的角度控製在30°以內，一些超過500kV的高壓線的保護角控製在15°以內，並且有必要的話要搭設兩根避雷線，減少繞擊率，增強屏蔽作用，往往為了增強保護，在每基鐵塔區避雷線都會接地，在一些高壓線路區域會由於雙避雷線產生的閉合回路有電流而造成功率損耗，可以通過避雷線設置一個間隙，從而與鐵塔絕緣，當間隙被雷擊破時，避雷線直接接地。