输电线路防雷设计与运维技术

邱志灿

（国网呼伦贝尔供电公司海拉尔输电工区 内蒙古 呼伦贝尔 021000）

引言

随着社会经济生产的发展，对电力的需求快速增长，除了要求足够的电力能源，还需要能够提供稳定的电力资源，减少因各种自然灾害造成的电力供应中断，尤其是雷击现象，所以必须在输电线路的设计和运维中减少雷电造成的影响。

1 防雷设计的原理和措施

雷电之所以会对输电线路产生巨大的影响，首先是雷电在放电过程中的高热效能会导致输电线路上的金属导线融化，严重时会造成断线或倒杆等。同时在雷电放电中，输电线路被雷电击中的点瞬间电压可到10万伏，严重破坏电气设备和导线，发生短路、跳闸、火灾等。在雷电形成的过程中，还会产生大量的电磁效应，产生变电磁场，输电线路中的电流增加，严重的话会瞬间烧毁输电线路。对此必须有针对性的进行防雷设计。

1.1 选择合理的输电线路路径

输电线路在不同的地理环境和条件下，遭受雷击的概率不同，因此在输电线路路径的选择上要尽量避开容易导致雷击的区域，如：线路规划时要对经过区域的气象信息进行全面收集，特别要综合考虑线路经过区域的雷电活动频率；要尽量远离水域、树木、高大的建筑物等；避开山谷和峡谷，地下水位过高或者地下有导电矿物质的区域；尽量不要选择土地电阻率不稳定，会发生变化的区域；远离山坡的阳面以及土壤条件较好的山地。对于无法避开的区域，尽量减少在雷电密集较大的区域布线，并且安装合适的避雷装置。

1.2 在输电线路中合理设计避雷保护系统

为降低雷击带给输电线路的影响，可以加入避雷保护系统，把雷击放电带来的强电流引入地下。在220kV及以上的超高压输电线路中，必须全线架设双避雷线。在110kV的输电线路中，根据线路架设的实际情况，可以架设避雷线，但如果是在山区的环境中，需要架设双避雷线。在雷电现象发生比较频繁的区域，对于中低压输电线路，也需要架设适当的避雷线。

在输电线路的杆塔顶部安装避雷针，将雷电产生的过电流导入接地装置。

引雷塔作为一项可以有效降低雷电影响的装置，可以布置在雷电气候多发的区域，特别是高压架空输电线路应配备独立的引雷塔。在引雷塔的结构设计上，要确保可控避雷针比被保护物的突出位置高，在塔顶和被保护物之间形成负保护角，把雷云放电通道引入引雷塔身后，将雷电导入大地中。引雷塔的避雷效果好，且保护的范围也比较广泛。

1.3 强化防雷装置

在山区环境中，可以具有优良导电性能的防雷装置安装在接地网络周边，形成良好的接地引流效果。如果采用塔杆接地装置，要结合土壤的电阻率，加大一级使用接地装置，也可以采用新型石墨接地材料，保障接地装置平稳运行。

1.4 采用策略降低接地电阻

在仅仅通过避雷装置无法达到理想避雷效果的情况下，可以配合使用接地电阻，共同降低雷击的影响。可以采用的方法有几点。第一，采用爆破技术改变土壤的性能。该技术通过爆破让土壤开裂，从裂缝渗入低电率的物体到地底下，改变一定范围内土壤的导电能能。第二，使用降阻剂，这是方法是将一些化学试剂，安装在杆塔周围，使网状胶体中的强电解质融入土壤中，起到降低土壤电阻的效果。

2 输电线路运维管理的措施

2.1 提升电网管理的智能化水平

对输电网络的运行维护，随着电网的扩大和技术水平的提升，必须建立智能化的输电运维管理，这就要求在输电网络的建设试施工中，要加入智能化的模块，实现对线路的智能化、可视化、动态的监控，并且能够实时传输数据，对监控过程发现的故障进行预警。在5G网络通信技术的支持下，可以发挥无人机巡检的优势，结合物联网技术，获得运维的大数据，同时建立跨部门的平台，对可能影响输电线路安全的因素包括气候条件、施工等进行联合的管控，实现预测、预警和提前方案处理。

2.2 科学选择检修模式，加强线路巡视。

对输电线路进行定期的巡视。结合运行状态，制定运维计划，可以结合运维大数据，采用先进的无人机巡视、动态监控、红外设备、物联网等形成跨部门的科学巡视。对发现的缺陷要及时记录、反馈、维护。

加强故障巡视。对于输电线路容易出现故障的区域，除了常规的巡视，还要加强对容易出现故障区域巡视，进行有针性的维护。对这些区域，要加强人工的巡视，避免设备巡视监控的死角。

特殊的巡视。在气候多变，自然灾害频发的区域，比如夏季的山区环境，要针对薄弱点进行特殊的巡视，并对整个输电线路严格巡视，发现异常及时反馈和检修。

在输电线路的巡视和检修工作中，要进行详记录、有效总结、准确记录各项数据，并且要记录在一体化的运维管理平台中，建立检修数据库，形成有实际操作性的检修经验。

2.3 加强对输电线路运维的管理监督力度。

输电线路的运维将朝着智能一体化平台的方向发展，这意味着电网的运行管理涉及到各方的利益和庞大的资金，必须加强管理监督的力度。通过加强对运维的管理监督力度，培养有担当、有技术、有责任心的运维管理队伍，制定严格的管理监督制度，并能够按章办事。

3 结语

雷电是一种常见的自然现象，在输电线路的运行中无法完全避免雷电造成的损失和隐患。可以根据雷电的特点，在输电线路的设计中加入适当的防雷设计，来降低雷电的影响，并且运维管理中提高运维管理平台智能化的水平，加强线路巡视和检修，加强对运维管理的监督力度，保障输电线路的运行安全和效率。