输电线路综合防雷优化设计探讨

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摘 要 输电线路的正常运行受到许多因素的制约，而雷电就是其中一种。雷电作为自然界一种常见的现象，有着巨大的破坏力，尤其是在多雷电的夏季极其容易造成输电线路故障，甚至是瘫痪。虽然采取了不少方法来防止雷电对输电线路的破坏，但是效果不理想。为了确保输电线路的正常运行，则需要对输电线路的防雷设计进一步优化。

关键词 输电线路；防雷；优化设计

中图分类号TM7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）104-0093-02

在社会高水平的发展中，电能作为一种清洁而又便捷的可再生能源，人们开始更多的使用电能，从而导致用电量大幅度增长，于是便架设更多的输电线路来满足人们的正常生活用电。然而绝大部分输电线路都是架空铺设的，在开阔地带的高度相对较高。而雷电则是打击高度较高的物体，从而使得输电线路在开阔地带成了雷电的打击物体。输电线路被雷电打击后会形成短暂高压，同时电流急剧变大而造成停电故障，停电故障无疑会使得人们的正常生产和生活受到较大的影响。人们无法去避免雷电的发生，但是可以采取一些措施来避免雷电打击输电线路。本文将从输电线路的防雷目标、常见雷击类型以及防雷优化设计三个方面来全面探讨输电线路的综合防雷设计。

1 输电线路的防雷目标

在我国一些多雷雨地区，造成短路跳闸故障的原因多半是由于雷电打击而造成的，而雷电的破坏力又极大，输电线路会由于雷击产生一系列故障从而发生跳闸。跳闸会影响人们的正常生活和生产，所以要采取有效的方式去防止雷电打击输电线路。雷电在打击输电线路的瞬间可以达到几百万伏的超高电压，如此高的电压可以击穿避免输电线路短路的绝缘物，更严重的情况下会产生爆炸。而输电线路是连接变电站和用户之间的桥梁，输电线路的安全运行与否都会影响对用户的正常供电。输电线路遭受雷击之后会跳闸，而线路的跳闸不仅影响了用户的正常用电，更严重的是导致变电所内的设施遭到破坏。所以防雷设计不仅可以满足用户的用电需求，更多的是保护了电力设施。在现在输电线路中，由于采用了更高的铁塔，输送了更高的电压，从而导致现在的输电线路更容易遭受雷击。国际电网会议上公布的数据显示，在长距离高压输电线路运行持续运行三年中，由于雷击造成的事故达到了总数的60%。因此要依据各地的受雷击情况制定相应的防雷措施，保障电网正常运行。

2 常见的雷击类型

2.1直击雷

直击雷是大自然中常见的一种，直击雷即为带电积云与地面之间产生强烈的放电。直击雷会直接作用于输电线路上，直击雷的破坏力极强，其瞬时电压甚至可以达到几百万伏、电流可以达到几百千安。这些能量可以在瞬时爆发出来，直击雷无疑会使得输电线路遭受严重的损坏。直击雷不仅会产生电效应，而且由于高电流会产生热效应，最终将输电线路损坏等各种破坏效应。为了更好的避免直击雷的雷击可以采用避雷线和避雷针等，从而将高能量的雷电导入到地下，避免输电线路被雷击损坏。

2.2绕击雷

绕击雷在平原地区很少发生，但在山区或者丘陵地区则比较常见。绕击雷的主要表现形式是雷击没有作用到避雷设备上，反而击于输电线路上。绕击雷需要特定的地质条件，一般装有避雷线的输电线路很难收到雷击，但是绕击雷却可以在特定的地质条件下作用于输电线路。目前对于防止绕击雷击于输电线路，也没有明显的突破性进展技术。只有提高输电线路的耐雷水平及降低雷电先导的定位高度才能很好的预防绕击雷对输电线路的损坏。

2.3 反击雷

输电线路的避雷设备遭受雷击时，杆塔电位会随之上升，输电线路上会有感应过电压，当两者电位相差较多时则会出现闪络，即俗称的反击雷。一般在高电压的输电线路上才会出现这种情况，应对反击雷的最好措施就是增加输电线路的绝缘性能。

3 输电线路的防雷优化设计

3.1 增铺避雷线

在输电线路防雷设计上最实用的就是铺设避雷线，避雷线的作用是在雷电发生时，雷电不会作用到输电线路上，而是作用于避雷线上，雷电像避雷线放出的电流将延塔杆接地的避雷线传达到地下。避雷线几乎将雷击的全部电能传达到大地，这样大大避免了输电线路遭受雷击的情况。对于110kv以下的输电线路，在易遭雷击的输电线路段铺设避雷线即可，无需全线铺设避雷线，这样在保证输电线路安全运行的同时节省输电线路的建设费用。对于110kv以上的输电线路，必须全程增铺避雷线，而且在雷击率高的线路还需铺设双向避雷线。避雷线还能降低输电线路受到雷击时的电流，即使避雷线没有起到输电线路避免雷击的作用，但是也将输电线路遭受雷击后的电流显著减小，增铺避雷线无疑是输电线路防雷设计中最经济有效的解决方法。

3.2 降低输电线路接地电阻

为了降低由于雷击对输电线路造成的损失，还可以采用降低杆塔的接地电阻的方法。降低了输电线路的杆塔的接地电阻将能使雷击时的电流更快的通过输电线路，从而不会对输电线路造成破坏。由于我国地域辽阔，不同的地方的土地电阻率也不尽相同，对于一些土地电阻率高的区域，常采用延长接地线的办法来降低杆塔的电阻。这样将有效的降低雷击对输电线路造成的损失，确保了电网的正常运行。降低输电线路接地电阻是较为安全、可靠、实用的一种方法，在远距离输电中得到了较多的运用。

3.3 增加耦合地线

增加耦合地线这种方法极其适用于山区的输电线路中，不少地方由于各种不同条件的限制无法降低接地电阻。而在输电线路的下部重新铺设耦合的接地线路将能很好的将雷电的电流进行引导，将雷击的大部分电流传输到地下，耦合系数增高的话，接地线路所传导的电流也将越多。这种方法类似于降低接地电阻，不过这种方法有其独特的适用性。

3.4 增设避雷器

避雷器作为一种新式的科技防雷用具，输电线路在遭受雷击的情况下，避雷器能过迅速根据雷击后增加的电压产生反应。避雷器以其低于输电线路阻值的阻抗可以将大部分电流传导到大地，避雷器虽然造价较高，但是对于输电线路遭遇雷击的响应较快，对于不易增加避雷线或者耦合地线的输电线路的防雷工作有着显著的意义[3]。

输电线路作为电力系统中最主要的部分之一，对确保人们正常的生产和生活用电有着极其重要的作用，而雷电却严重危害了输电线路的正常运行，对防雷措施综合使用并优化将能更好的维护输电线路的正常运行。

参考文献

[1]梁志大.浅谈输电线路综合防雷优化设计[J].广东科技，2012-09-25.

[2]朱时阳，邓雨荣，李明贵.广西电网输电线路雷害情况分析及对策研究[J].广西电力，2010-02-08.