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輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析

文檔作者：郭道勇文檔來源：黑龍江省農(nóng)墾總局寶泉嶺分局電業(yè)局二九0 供電局		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月01日
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上一篇：探討輸電線路防雷接地的設(shè)計措施及其維護

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科技論壇
輸電線路的防雷工作歷來是電力行業(yè)研究探討的項目。近些年來，
在電網(wǎng)出現(xiàn)的故障中仍然有較大部分是由雷電引起的，此類故障多是
由于在雷擊后電氣設(shè)備于過電壓作用下發(fā)生放電現(xiàn)象，電壓消失后工
頻續(xù)流將絕緣子等損壞，從而導(dǎo)致線路事故發(fā)生。我國輸電線路中出現(xiàn)
的事故類型主要是雷擊輸電線路而導(dǎo)致的線路停電。國家電網(wǎng)公司在
2006 年初就已經(jīng)擁有≥220kV 輸電線路超過二十萬千米。輸電線路長
度隨著近年來電網(wǎng)的迅速發(fā)展正不斷增加。輸電線路不可能完全避免
多雷、地形復(fù)雜并且土壤電阻率高的地帶，所以輸電線路需要利用各種
防雷技術(shù)提高其耐雷水平，以降低雷擊引起的線路故障的發(fā)生頻率。
1 綜合防雷改造措施
1.1 架設(shè)避雷線。在輸電線路綜合防雷技術(shù)措施中，最常見的一種
防雷措施即是架設(shè)避雷線，同時這也是一種最基本并且十分有效的輸
電線路保護手段。避雷線是用來屏蔽相導(dǎo)線直接攔截雷擊，并把雷電電
流泄入大地的架空導(dǎo)線。避雷線布置在基桿塔處接地，在檔距中每兩根
避雷線組成閉合回路，并通過把避雷線經(jīng)過一個小間隙的方式達到對
地絕緣的目的。輸電線路在架設(shè)避雷線之后，在遭受雷擊時能夠?qū)⒈芾?
線裝置作為媒介使雷擊電流泄入大地，從而能夠有效防止在受到雷擊
后輸電線路中的絕緣子被過電壓擊穿而損壞。除此之外，避雷線架設(shè)后
能夠在輸電線路遭受雷擊時起到分流的作用，有效降低了塔桿的電流，
從而時塔桿頂部電位降低。
1.2 降低接地電阻。輸電線路所在地的接地電阻（土壤電阻率）越
高，其耐雷水平則越低，二者成反比。通過同時利用降低桿塔腳電阻與
架設(shè)避雷線兩種防雷方法，能夠有效降低輸電線路在遭受雷擊時的過
電壓作用，即增強了輸電線路的防雷能力。在防雷技術(shù)的實際實施過程
中應(yīng)當以基桿塔所在地土壤的電阻率情況為依據(jù)最大程度上降低接地
電阻，讓接地電阻保持在可接受的范圍之內(nèi)。若接地電阻超過相關(guān)規(guī)定
中的允許值時，應(yīng)采取以下手段降低接地電阻，增強輸電行路防雷性
能。
第一，使用減阻劑。增加輸電線路的接地尺寸，同時在接地點周圍
使用減阻劑，這種方法在小型接地網(wǎng)中能夠有效降低輸電線路的接地
電阻。
第二，爆破接地技術(shù)。在接地點進行爆破從而人工制造裂縫，而后
把電阻率較低的材料填充到裂隙中去，從而在大范圍內(nèi)降低土壤的電
阻率，使輸電線路的接地電阻降低。
第三，接地裝置使用多支外引方式。在進行多支外引式接地裝置時
要以地極干線本身的電阻為考慮，需要把外引式接地極控制在一百米
之內(nèi)。這種方式適用于基桿塔周圍有不結(jié)凍并且具有較好導(dǎo)電性的河
流或者湖泊等水源。
1.3 架設(shè)耦合地線。在基桿塔所在地較難以實施降阻方法時，架設(shè)
耦合地線能夠有效提高輸電線路防雷水平。架設(shè)耦合地線即將地線架
設(shè)在導(dǎo)線下方，通過對導(dǎo)線與避雷線間耦合的加強，以降低線路上的過
電壓作用，同時在線路遭受雷擊時能夠起到有效的分流作用，從而降低
線路由于雷擊而發(fā)生的故障率。
2 綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析
2.1 經(jīng)濟分析模型。在輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析中采
用層次分析法進行。層次分析法是一種將影響因素層次化并在每層中
進行關(guān)聯(lián)因素的比較，以此得出定量依據(jù)，從而對事物的發(fā)展趨勢進行
分析與預(yù)測的方法。層次分析法的具體流程為：首先將實際問題分解為
多種因素，把影響因素分層，建立層次結(jié)構(gòu)；然后在每層中進行關(guān)聯(lián)因
素的比較，明確各個因素的相對重要性，并以此計算權(quán)向量；最后根據(jù)
以上結(jié)果綜合判斷，確定決策。
2.2 經(jīng)濟性分析。在以往的工作中，對輸電線路實施綜合防雷改造通
常是以其他改造效果良好的線路地區(qū)相關(guān)經(jīng)驗為根據(jù)，進行防雷措施
的選擇。但是每天線路的基桿塔結(jié)構(gòu)、所處地形地貌以及風(fēng)險來源都具
有差異性，以往生搬硬套的方法往往是事倍功半?，F(xiàn)以220kV 單回線路
的某桿塔段為例，試探性進行輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析。
第一，減小保護角的方法需要改變基桿塔的塔頭尺寸，因其施工復(fù)
雜且工程量大而不建議采用；在本線路中因雷擊而導(dǎo)致的跳閘率較高，
據(jù)以往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，雷擊重合閘率在67%左右，因而不適宜使用加
裝保護間隙的方式。在本線路的防雷改造方案中使用的防雷措施包括
安裝可控針、防繞擊側(cè)針以及避雷線裝置，架設(shè)耦合地線，降低基桿塔
接地電阻，加強絕緣水平。
第二，將地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、雷電活動等方面特征以及線路絕緣配
置納入考慮范圍之內(nèi)，在該線路段進行全檔距繞擊防雷計算的雷擊風(fēng)
險評估。在國家電網(wǎng)公司發(fā)布的相關(guān)規(guī)范中支出220kV 的輸電線路在
雷擊跳閘率方面的制表位0.315次（/ 100km·a）。在本案例線路段內(nèi)雷
擊導(dǎo)致的跳閘故障中，反擊占75%，繞擊占25%，由此得出反擊與繞擊
跳閘率的指標值分別為0.2316次（/ 100km·a）與0.873次（/ 100km·a）。
基于雷擊改造工程經(jīng)費有限的考慮，當雷擊風(fēng)險評估在B 級以及以下
的線路段暫時不考慮實施改造工程。
第三，在本案例線路段中，各處基桿塔的構(gòu)造符合防雷措施在安裝
中的要求?；鶙U塔概況見表1。
綜合考慮基桿塔所處地形與其絕緣特征，已有防雷技術(shù)設(shè)施等多
方面因素，決定在全線路段實施降低桿塔接地電阻的防雷措施，加裝防
繞擊側(cè)針并且架設(shè)耦合地線，在沒有安裝避雷技術(shù)設(shè)施的1 號、3 號與
5 號基桿塔中安裝避雷線裝置并加強絕緣水平，在2 號基桿塔中安裝可
控針，在4 號基桿塔中加裝避雷線裝置。
第四，使用層次分析法模型對以上防雷改造措施進行經(jīng)濟性評估，
以得出的權(quán)重向量為依據(jù)確定最佳技術(shù)措施，詳細情況見表2。
第五，根據(jù)以上確定的最佳措施進行基桿塔的防雷改造結(jié)果評估，
1-4 號基桿塔雷擊風(fēng)險等級均下降至B 級及以下，5 號基桿塔在繞擊跳
閘率方面仍舊沒有達到標準。在5 號基桿塔原本安裝2 支避雷線裝置，
現(xiàn)在在5 號基桿塔兩邊相以及上相全部安裝避雷線裝置。在優(yōu)化防雷
改造措施后，5 處基桿塔全部達到改造要求。
輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析
郭道勇
（黑龍江省農(nóng)墾總局寶泉嶺分局電業(yè)局二九0 供電局，黑龍江綏濱156202）
摘要：防雷措施改造能夠明顯提升輸電線路的防雷能力，以防雷技術(shù)經(jīng)濟性評估為基礎(chǔ)才能夠有效減小防雷改造工程的投入產(chǎn)出
比。防雷措施在輸電線路中是一項重要保護措施，對輸電線路運行的安全性與可靠性有著重要意義。防雷技術(shù)措施的經(jīng)濟性評估的實施
是電力行業(yè)提高資金利用效率的重要手段。本文介紹了幾種較為常見的防雷技術(shù)措施，并以某輸電線路段為例進行經(jīng)濟性分析。
關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷措施；經(jīng)濟性分析

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表1
表2
（下轉(zhuǎn)269 頁）
·131·
工程科技
1 鉆眼爆破法快速掘進的施工管理
我國掘進煤巷和半煤巖巷，大多數(shù)是采用鉆眼爆破施工法。有
統(tǒng)計表明，炮掘煤巷約占整個施工的85%以上。炮掘靈活方便，適應(yīng)
性強，可施工不同形狀、斷面的巷道，巷道長度不受限制，投資較少，
操作簡單，維護方便，成本低廉。因此，我國煤炭系統(tǒng)對炮掘煤巷及
半煤巖巷的施工技術(shù)的總結(jié)和推廣均非常重視。近些年來，又有較
多的先進技術(shù)和管理經(jīng)驗，對加快炮掘速度起重要作用。
1.1 在煤巷及半煤巖巷掘進中，巷道斷面內(nèi)一般有部分是巖層，
施工比較困難，要推廣使用巖石電鉆和電動鑿巖機，使動力單一化。
1.2 推廣多段毫秒雷管全斷面一次爆破，減少裝藥爆破及通風(fēng)
排煙等輔助時間。選擇合理的爆破參數(shù)，推廣光面爆破技術(shù)，減少巷
道圍巖的破壞，使巷道周邊整齊，保證工程質(zhì)量。
1.3 實行機械裝運。采用裝煤機或耙斗機和帶式輸送機或刮板
輸送機組成裝運機械化作業(yè)線，減輕工人的體力勞動，縮短循環(huán)時
間，為快速掘進創(chuàng)造條件。快速調(diào)車。縮短調(diào)車距離，改進調(diào)車方法，
節(jié)約調(diào)車時間，充分發(fā)揮裝煤機的裝車率。
1.4 改革支架形式與結(jié)構(gòu)。按圍巖具體狀況，選擇采用錨桿支
架、錨網(wǎng)支護、金屬棚子及拱形可縮性棚子等；工作面推廣前探梁護
頂，避免空頂作業(yè)，大力發(fā)展機械化支架等新型支架。
1.5 加強施工組織管理，合理安排勞動力，嚴格按作業(yè)規(guī)程和操
作規(guī)程作業(yè)。堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，嚴格按循環(huán)圖表組織各工序生產(chǎn)。
由于炮掘煤巷一個循環(huán)的時間短，因此，要抓好小班多循環(huán)，以加快
掘進速度。
1.6 嚴格工程質(zhì)量管理，掘進迎頭的棚子要有防炮崩措施。推行
濕式鉆眼和爆破噴霧、灑水措施，降低煤塵含量，加強安全監(jiān)督與檢
查，防范瓦斯超限。
2 綜掘快速施工技術(shù)與組織管理
2.1 落煤技術(shù)
2.1.1 選擇合理的截割深度。截割深度過淺，落煤量較少，掘進
機挪動次數(shù)多，掘進巷道花費的時間長，效率低。截割深度太大，落
煤效果不好，煤硬時，在未切割處煤落不下；軟煤時，垮落面積大，容
易發(fā)生嚴重超挖現(xiàn)象，使支架受力不佳，不容易維護。
2.1.2 整機轉(zhuǎn)彎落煤。掘進機掘完輸送機巷后轉(zhuǎn)入開切眼，從切
眼轉(zhuǎn)入回風(fēng)道，都是轉(zhuǎn)90°，要搞好整機轉(zhuǎn)90°的落煤技術(shù)管理。
2.2 輸送機的快速延長技術(shù)。為使延長輸送機工作不占或少占
掘進工作時間，要采取雙巷交替作業(yè)，延伸輸送機與支護平行作業(yè)，
提前做好延長輸送機所需的材料、構(gòu)件的準備工作等工作方式。
2.3 實現(xiàn)輔助運輸機械化。輔助運輸機械化實現(xiàn)后，能減輕工人
的體力勞動，能適應(yīng)綜掘快速掘進對大量支架材料的需求。使用效
果好的是雙向帶式輸送機。它是一種新型運輸設(shè)備。主要特點是：在
上膠帶由掘進工作面向外運煤的同時，用下部返空膠帶向掘進工作
面運送各種支架材料，而且底帶可以實現(xiàn)定位自動裝料和定點自動
卸料，妥善解決綜掘工作支架材料運輸問題。尤其是在單軌巷道、在
作業(yè)空間窄小的情況下，優(yōu)越性更突出。
2.4 加強掘進施工的管理。建立綜合工作隊，對掘進機組人員進
行嚴格的技術(shù)培訓(xùn)，提高職工業(yè)務(wù)素質(zhì)和應(yīng)變能力，工作人員考試
合格后方準持證上崗。
3 加強掘進施工的技術(shù)管理
3.1 改革開拓掘進布置方式，充分發(fā)揮綜掘的優(yōu)越性。實踐表
明，在巷道長度為300m 時，綜掘與炮掘的平均速度相等；巷道長度
達600m 時，綜掘比炮掘快，但成本高；巷道艮度達800m 以上時，綜
掘優(yōu)越性非常明顯。所以，用綜掘時，要改革開拓布置，充分發(fā)揮綜
掘效能。某煤礦推行采區(qū)聯(lián)合布置，合理增大了采區(qū)和工作面的幾
何尺寸，工作面走向長度已從過去的500m~600m，以降低了萬噸掘
進率，提高礦井產(chǎn)量和工效，降低成本，安全情況也有所好轉(zhuǎn)。
3.2 作好施工設(shè)計。綜掘施工的采面的設(shè)計，一定要優(yōu)先考慮掘
進機施工、通風(fēng)、運輸、供電、排水等環(huán)節(jié)及支護形式、斷面大小等因
素。
3.3 搞好作業(yè)規(guī)程、施工措施的編制，狠抓落實。
3.4 定期分析掘進機施工中可能遇到的各種問題，如探水、過斷
層、過老巷、貫通等，及時到現(xiàn)場觀察分析，實行掘進技術(shù)上超前管
理。
3.5 實行質(zhì)量標準化，嚴格進行驗收制度。
3.6 建立定時檢修制，加強設(shè)備動態(tài)維修保養(yǎng)，堅持生產(chǎn)班的維
修保養(yǎng)，建立開工生產(chǎn)過程中和收工后的嚴格檢查制度，發(fā)現(xiàn)故障
要及時停機進行修理。
參考文獻
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煤巷及半煤巖巷快速掘進的施工組織管理
于海洋
（龍煤集團七臺河分公司龍湖煤礦，黑龍江七臺河154600）
摘要：本文主要闡述了煤巷及半煤巖巷鉆眼爆破法快速掘進的施工管理、綜掘快速施工技術(shù)與組織管理、加強掘進施工的技術(shù)管
理等問題。
關(guān)鍵詞：煤巷；半煤巖巷；快速掘進；施工
結(jié)束語
綜上所述，在進行輸電線路防雷改造工程時，應(yīng)當綜合考慮多方面
影響因素，使用層次分析法對防雷改造效果進行經(jīng)濟性評估從而確定
最佳實施方案。同時，還需要建立并完善防雷措施技術(shù)經(jīng)濟性分析模型
與體系，充分考慮不同防雷改造工程中的差異性，為今后制定不同地區(qū)
的防雷改造方案打下堅實的了理論基礎(chǔ)。
參考文獻
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