高压输电线路的防雷技术研究

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【摘要】当前，社会各行业的发展对电力的需求在不断增长。作为电力系统中的重要组成部分，高压输电线路的安全可靠运行具有重要意义，对高压输电线路的防雷技术进行研究也一直是相关工作者的研究课题，加强防雷措施、提高防雷技术应该基于对高压输电线路遭受雷击的现场研究。本文首先分析了高压输电线路防雷的重要性，针对造成雷击的具体原因，提出了相应的措施。

【关键词】电力系统；高压输电线路；防雷

1、高压输电线路防雷重要性

在电力系统中，高压输电线路是不可或缺的主动脉，它将变电站与重要用户连接起来，其运行状态与供电的安全可靠有直接关系；在整个电网中，高压输电线路的重要地位是不言而喻的，要想实现电网规划的“一强三优”也离不开高压输电线路的建设。一般而言，高压架空输电线路位于空旷的野外，走线长，具有纵横交错的特点。因此，在雷雨天气，高压输电线路极易受到雷击破坏[1]。一旦遭受雷击，会发生保护跳闸动作，给电力系统的正常运行带来不利影响，此时需要对线路以及相关设备进行维修，另外，雷击电流也极有可能通过输电线路侵入到设备中破坏设备，造成巨大的经济损失。在整个电网中，线路的绝缘要求是最高的，其次是变电所，绝缘要求最低的是发电机，如果没有对变电所以及发电厂中的设备进行周全的保护，一旦绝缘性能遭到破坏，供电可靠性将会大打折扣[2]。实施高压输电线路的防雷措施不仅能够为自身线路提供保护，还可以有效防止相关设备遭受破坏，将因雷击而造成的经济损失降到最低。因此，高压输电线路的防雷具有重要意义。

2、高压输电线路遭受雷击原因

根据多年的运行经验以及对多起高压输电线路遭受雷击的案例分析，对高压输电线路遭受雷击的原因进行归纳总结，主要体现在以下几个方面：1）输电线路杆塔问题。由杆塔隐患造成高压输电线路遭受雷击的案例不胜枚举。一般情况下，用于支撑输电线路的水泥杆塔在接地方式上大部分都是利用混凝土中的钢筋进行的，一旦发生雷击，通过这一接地钢筋，雷电流会在其中实现传导，很容易造成水泥杆塔的爆裂，如果水泥杆塔上本来就存在裂缝，这种爆炸事件则更容易发生。杆塔的损坏给输电线路造成的破坏是直接的。2）保护角度的问题。通常情况下，过大的保护角度将不利于防绕击。在相应的防雷规范中明确指出对于220kV及以上电压等级的输电线路在进行避雷时，其保护角度应该在20度以下。但是在实际操作中，很多高压输电线路并没有落实这一项规定，有的是因为外界条件的限制造成保护角度偏高。保护角度过大会增大输电线路遭受雷击的概率。3）接地装置的问题。在接地问题上，最突出的是腐蚀以及降阻现象。在实际调查研究中发现，有些地区的接地引下线存在严重的腐蚀现象。在有些使用导电混凝土或者是降阻剂的装置中，其腐蚀现象更为严重。4）绝缘子问题。在防雷规范中有对绝缘子的详细规定，不能将合成绝缘子安装在雷击高发的地区。分析其原因，对于合成绝缘子来说，其两端的均压环中存在空气间隙，其抗雷击水平比瓷绝缘子要低。合成绝缘子最大的优点在于其维护以及检测较为容易，很多场合下人们并没有对多雷区进行充分考虑，有的是因为选型上的失误，最终为输电线路遭受雷击买下隐患[3]。

3、高压输电线路防雷措施

通过适当的防雷设计可以将输电线路的防雷性能提高到新的水平。但输电线路遭受雷击是不可避免的，因此，除了设计之外，还应该采取必要的防雷措施。

3.1 架设避雷线

通过架设避雷线可以将雷击过程中产生的雷电流引入到地下，防止输电线路遭受雷击。在输电线路的防雷保护中，架设避雷线是最基本，也是最为有效的防雷措施。其主要用用途是防止输电线路遭受直接雷击。另外，避雷线还可以实现有效的分流，将流经杆塔的雷电流减小到最低，用以降低杆塔顶部的电位；导线的耦合作用还可以有效将线路绝缘子的电压减小；除此之外，假设避雷线还能够降低导线上的感应过电压。

3.2 降低接地电阻

杆塔的接地电阻越小，雷击杆塔时电位升高的幅度越小。降低杆塔上的接地电阻与架设避雷线配合使用，共同加强防雷效果。在高压输电线路中，接地电阻越小，耐雷水平越高，可以根据具体的土壤电阻率情况，采取适当措施尽量降低杆塔的接地电阻。这一手段具有经济、简单、有效的特点。

3.3 架设耦合地线

在导线下方架设耦合地线是提高线路防雷性能的又一措施。尽管它不能直接减少线路的绕击率，但能够实现分流和耦合，将杆塔绝缘承受的电压降低到最小，以此提高输电线路的耐雷水平。在长期运行中发现，将耦合线架设于电阻率较高地区的输电线路上具有较好的效果。在具体操作过程中，要注意耦合线和导线之间应该有足够的垂直距离，防止在风大覆冰的情况下发生碰线和短路现象。

3.4 在线路上安装避雷器

在高压输电线路上架设避雷线能够实现防雷，但是并不能保证导线上出现过电压的概率为零。因此，在线路上安装避雷器是十分有必要的。在雷击情况下，如果过电压超过一定的幅值，避雷器会发生动作，为雷电流泄放到大地提供一个阻抗较低的通道，以此来限制高电压。当铁塔遭受雷击时，通过分流作用，一部分雷电流会流向相邻的铁塔，一部分会通过铁塔流向大地。

3.5 加强线路的绝缘性能

在高压输电线路上，有些地方采用的是大跨越式高杆塔，杆塔上落雷的概率更大。一旦这些杆塔遭受雷击，塔顶的电位会升高，具有较大的感应过电压，遭受绕击的概率也比一般杆塔大得多。对此，应该尽可能的提高线路的绝缘性能。近年来，各类绝缘措施纷纷投入应用，取得了较好的效果，如：35kV合成绝缘子的应用，瓷横担的应用等。

4、结束语

当前，我国的高压输电线路运行水平与世界其他国家相比处于先进地位，但是线路的防雷保护还有很长的路要走，防雷理论和技术与发达国家还存在较大差距。本文分析了高压输电线路防雷的重要性，对输电线路遭受雷击的原因进行阐述，最后有针对性的提出了一些防雷措施。作为一项十分复杂的自然现象，雷电活动对输电线路的破坏性应该引起足够的重视，需要各个部门的共同合作。

参考文献

[1]易永红，余东.关于高压输电线路综合防雷技术的研究.科技传播，2012，（11）：15-19.

[2]周中秋.输电线路防雷技术应用与分析[J].农村电气化，2010（3）：25-27.

[3]叶晓东.输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究.中国高新技术企业，2011，（22）：23-26.

作者简介

黄银坤（1986.02--）男，汉族，福建漳州人，大学本科学历 漳州电业局，助理工程师，主要从事输电线路运检工作。