架空输电线路防雷保护探讨

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摘要：雷击线路后会对变电设备构成巨大威胁，可能导致大面积停电事故，因此，限制输电线路雷击过电压是确保电力系统安全可靠运行的重要任务。本文就架空输电线路防雷保护进行详细探讨。

关键词：架空输电线路、防雷保护、防雷改造措施

中图分类号： TM726 文献标识码： A 文章编号：

引言

根据调研，在国内高压输电线路跳闸事故中，因雷击引起的线路跳闸事故约占总跳闸事故的比例偏高，特别是在地形复杂、土壤电阻率高的多雷地带，跳闸率更高。由于雷击线路后雷电波沿线路侵人变电站会对变电设备构成巨大威胁，可能导致大面积停电事故，因此，限制输电线路雷击过电压是确保电力系统安全可靠运行的重要任务。

一、线路防雷工作的重要性及种类

由于架空线路长度大，容易受雷击，且雷击线路使绝缘子闪络，导致跳闸，使供电中断。另外雷击线路形成的过电压沿线路传播并侵入变电所和发电厂，造成变电站雷害事故。所以，架空输电线路防雷保护对架空输电线路起到了重要的保护作用。

2、雷电过电压的种类

雷电过电压的种类主要有两类：感应雷过电压以及直击雷过电压。感应雷过电压是雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的。直击雷过电压属于雷直接击于线路。主要有：雷击塔顶；雷击避雷线档距中央；雷绕击导线。

二、输电线路的防雷保护措施

1、架设避雷线(屏蔽作用):引导雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击，.防止直接雷击导线，分流减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位，降低感应过电压。110kV以上应全线架设避雷线。设置保护角（避雷线和外侧导线的连线与垂线之间的夹角），保护角越小，对绕击雷的保护效果越好：110kV保护角200-300, 500kV负保护角。

2、降低杆塔接地电阻

土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋棍凝土杆的自然接地电阻；土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施。

3、加强绝缘(加高堤坝)。对大跨越、高杆塔，落雷机会多等情况，可增加绝缘子片数

4、双回输电线路采用不平衡绝缘(放水)。一回普通绝缘，一回加强绝缘，当雷击时普通绝缘先闪络，闪络后相当于地线，增加了对加强绝缘线路的辐合作用，提高了耐雷水平，保证正常供电。

5、架设祸合地线:在降低杆塔接地电阻有困难时，在导线下方架设一条接地线。它具有分流作用，又加强了避雷线对导线的辐合。运行经验表明，该措施可降低雷击跳闸率50%左右

6、采用消弧线圈接地方式:适用110kV及以下电压等级电网，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表明，该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右

7、装设自动重合闸装置:我国110kV及以上线路重合闸成功率达75-95%。

8、安装线路避雷器(水涨船高):并联连接在绝缘子串上，当作用电压超过进雷器的放电电压时，避雷器先放电，避免了绝缘子串的闪络。

图1 悬挂式连雷界应用于变电站

当前防雷工作存在的主要问题及解决措施

1、前防雷工作存在的主要问题

（1）雷击跳闸占线路总跳闸的比例偏高

虽然近年来对防雷工作投入较大，但雷击跳闸占线路总跳闸的比例仍然偏高，除了因为线路规模不断扩大，遭受雷击概率提高，雷电活动具有一定的随机性外，线路雷击跳闸居高不下最主要的原因有以下几点:深圳地区雷电活动频繁，强度大;随着深圳电网规模的不断增长，线路走廊面积增大且大部分位于山峰及丘陵地带;同塔多回路为减小线路走廊面积，导致塔头电气间隙控制距离偏小;杆塔接地引下线及地网被盗破坏严重，给线路防雷工作带来极大的安全隐患;部分新建线路及运行年限较久的线路防雷设计水平偏低，绝缘子选型裕度不足。

（2）防雷工作缺乏预见性。

目前年度防雷工作计划的制定一般还是建立在上一年度雷击数据的统计分析结果上，即根据以往雷击数据统计出线路的易击段，在易击段开展安装线路避雷器等防雷措施。由于是事后数据，因此开展工作时缺乏预见性，造成第二年雷雨季节来临时，安装了防雷设备的线路雷击跳闸率降低，但是其他未安装防雷设备的线路发生了雷击跳闸，不能从根本上解决线路雷击跳闸问题。

（3）防雷工作是一个长期战。

线路整体防雷水平的提高需要一个较长周期，因此针对每年的防雷改造工作，收集、统计、分析各种数据，对掌握运行线路防雷工作的薄弱点及选择重点地区开展防雷工作具有指导意义。

（4）防雷备的维护工作问题。

保证防雷设备运行状况是提高线路耐雷水平的一个关键因素。由于避雷器等防雷设备装设在线路杆塔上，运行环境较为恶劣，虽然在定期巡视时可检查设备外观及计数器读数情况，但是无法掌握其性能及运行情况。因此，今后应继续开展防雷设备的预试工作，有效掌握正在运行的防雷设备的性能水平，有针对性的开展设备检修、更换工作。

2、采取的主要措施

（1）新建线路前期规划设计方面的改进措施

避雷线对边导线的保护角除满足规程及标准规定外，仍然按照500 kV线路不宜超过-50，220 kV, 110 kV线路不宜超过00的原则控制，对于经过强落雷区的新建输电线路，设计时在满足规程及标准的基础上适当加强绝缘配置，可增加10%一15%的绝缘子片数或相应的有效绝缘长度并注意控制塔头问隙距离，适当降低杆塔接地电阻，对于个别地势较高处、不易实施降阻措施处或高度较高的杆塔建议加装线路避雷器等防雷设备，以提高耐雷水平。

（2）运行线路综合防雷改造措施

接地电阻是影响输电线路耐雷水平的关键因素，应采取科学的测试方法，严格按照相关运行规程开展接地电阻检测工作，及时整改安全隐患。

因地制宜地安装线路避雷器，根据多年运行经验，线路避雷器虽然保护范围小，但仍是最为可靠的防雷措施。对于同塔多回线路防雷问题，应继续加强雷击跳闸基础数据的收集分析工作，开展同塔架设双回线路同横担异名相排列杆塔耐雷水平的研究分析。

结论

有效的防雷措施是保证高压输电线路安全运行的重要前提条件，必须引起足够的重视。另外，输电线路防雷是一个复杂的系统工程问题，目前仍具有一定的研究和探索空间。

参考文献

【1】周泽存，沈其工，方瑜，等.高电压技术〔M7.北京:中国电力出版社，2004.

【2】李凡，施围.线路型避雷器的绝缘配合[J].高电压技术，2005(8): 18一20.