500kV输电线路防雷分析及对策

500kV输电线路防雷分析及对策

王凯瑞

国网山西省电力公司输电检修分公司 030001

摘要：近年来，我国工业水平不断提高，500kV输电线路作为工业发展的重要输电通道，随着我国工业规模的扩大，将得到越来越广泛的应用。在我国社会发展的当前形势下，输电线路运行安全仍然是我国电力企业需要研究的重要问题，雷电灾害是威胁输电线路运行安全的重要因素，风险防范是工作的重点。在500kV输电线路中，防雷具有十分重要的意义。本文对我国500kV输电线路的防雷进行了分析，并提出了防雷措施。

关键词：500kV输电线路；防雷分析；对策

1 前言

目前，500kV高压输电线路已广泛应用于输配电系统中，在提高电压等级的条件下已经建设了500kV超高压输电网络。许多地区500kV高压输电线路是建立空旷平原和山区,远离城市居民和农村地区,相对较复杂的气候条件和地形条件,价值雷电频繁,因此,500kV输电线路雷击的概率会提高,导致线路跳闸,闪络放电和其它问题,影响安全运行。因此，有必要采取先进的500kV输电线路在实际运行中防雷的技术对策，以维护线路的安全可靠运行。

2 雷电对 500KV 输电线路的影响及危害

2.1感应雷过电压

在雷雨天气，频繁高压雷会出现击中输电线路、杆塔或是突出地面的现象，被击中点以及周边就会产生电磁感应（电磁感应能够在短时间内实现电能与磁能之间的装换），导致线路上出现高强电压，其中的电流也会显著增加，短时间内就会形成对人体安全构成威胁的高压线路。在出现这类状况时，即使不与线路发生直接接触，也会出现出电的现象，让人防不胜防，针对这种灾害的发生，最好的解决办法就是将线路埋入地下，尽量避免高空架设，并且做好相应的防雷措施，增强弱电的保护装置。

2.2直击雷过电压

顾名思义，直击雷就是指雷电会直接击中电力线路。此时，导线中会产生大量的电流，它们通过阻抗进入地面，并且出现电压降低现象。而在遭受直击的地方，其电位反而会出现急速上升的现象。电位的急速上升通常会带来很多严重的后果：如电效应、热效应、光效应等对电路造成极大破坏和对人体产生极大威胁的物理现象[2] 。因此，在进行电路设计的具体工作过程中，必须大规模安装避雷设备以避免直击现象的发生。由于避雷设备可以实现对雷电的合理引导，因而，它们能够达到屏蔽雷击的效果。

2.3雷电绕击

通过避雷装置的疏导、屏蔽，能够对大多数的雷电起到很好的降灾效果，对于 500KV 竖线线路起到很好的保护效果，但是在一些地域空旷或是地形地貌复杂的地区，还会出现雷电绕机的现象，雷电发生过程中，绕开避雷装置，直接作用在输电线路上。雷电电流在导线的两侧传递，出现变相瓷瓶串发生闪络的现象，或是直接击中导线的一侧，直接导致瓷瓶串闪络的发生。

2.4雷电反击

在输电线路被雷电击中之后，雷电流直接击穿大地，接地电压瞬间暴涨，同时输电线路上产生更高的感应电压，导致在输电线路上出现跳闸事故。

3 对于输电线路预防雷击的加强措施

3.1安装避雷线、避雷器与避雷针

避雷装置安装是最为基本、也是最为重要的防雷手段，在实施装置安装时，需要按照线路沿线具体情况，科学展开防雷方案编制，以便达到高效率、高质量展开避雷针、避雷先以及避雷器安装与筛选的效果。在实施 500kV 输电线路施工时，多以双避雷线结构应用为主，在展开结构布局过程中，需要保证保护角可以被控制在 15°以下，以便将避雷线防雷功能最大限度挖掘出来。作为避雷线的有效辅助手段，避雷器可达到进一步增强线路防雷能力的目标，能够在线路遭受到雷击时，将超高电压控制在合理振幅范围之内，确保其不会超过线路规定电压、电流数值范畴，进而实现对雷击负面影响的有效削弱。同时，避雷器的高质量运用，还可达到对雷电电流实施有效引导的目标，能够为线路安全运行提供可靠保障。而避雷针的运用，能够实现对雷电的科学吸引，做好雷电规避，防止出现雷电直接对输电线路作用的状况，以便达到预期线路保护效果。技术人员需要对三者的应用与安装展开科学规划，应保证三者筛选与使用合理性，以便将装置避雷保护效果更好地运用到线路保护之中。

3.2增强线路绝缘材料的使用

采用大跨越的高杆塔架空是目前行业输电线路的普遍安装，正是如此，一旦遭受雷击，在高电压杆的塔顶的位置较高，遭到雷击可能性较大。因此可以在输电路高杆塔上的绝缘体数量上增加个数，使用更多的绝缘体数量来加大距离，即使遭受电击线路和土地之间的空间加大，也不易造成短路。

3.3选择不平衡的绝缘方式
　　500kV输电线路防雷保护中，通过不平衡的绝缘方式，可以大幅度提升500kV输电线路的耐雷性能，具有较强的经济性能。此种方式操作便捷，提升500kV输电线路的绝缘水平，延长线路的使用寿命。500kV电线路运行中，相较于高杆塔的500kV输电线路跳闸几率更小，为了规避受到雷击发生跳闸事故，可以对区域充分地质勘察，适当的加强杆塔和避雷线的导线距离。还可以增加绝缘子串数量，切实提升500kV输电线路绝缘性能。结合我国当前的500kV输电线路敷设情况来看，大力建议和提倡采用不平衡绝缘方式，不同回路绝缘效果差值作为电压峰值，一旦出现雷击事故，对于其中绝缘子串数量少的回路，并且可能会发生闪络事故的地线作为闪络导线，有助于提升500kV输电线路耐雷水平，为电力系统安全稳定运行提供坚实保障。

3.4安装自动重合闸装置

在高压电网遭受雷击时，高压电路会瞬间承受较大的电流和电压，如果超过承受范围值系数，则会造成高压电路短路。同时，高压线路上产生的巨大电流和巨大电压因为没有和接地线路形成通路，不会发生跳闸实现自我防护。为了进行正常的生活生产，避免停电给人民带来巨大的不便就需要安装自动检测重合供电系统，恢复提供电力。

3.5架空地线与耦合地线

500kV高压输电线路内基本防雷策略就是架空地线，可以分流线路，削弱雷击威胁，同时能够耦合输电线路导线，将绝缘子电压有效的降低，以及具有屏蔽导线，将输电线路上感应电压成效降低，因此应该遵循架 地线的标准实施架设，使得能够保护好各阶段 500kV 高压输电路。接地电阻不能将雷电流降低期间，耦合地线能够达到分流雷电流的效果，而且可以将绝缘子串和反击电压感应电压进行降低，因此必须要加强耦合地线架设，在 500kV 高压输电线路防雷中发挥重要的意义。

4 结束语
　　输电安全防护活动与居民安康息息相关，发电厂在使用高压输电线路时，不能忽视其安全保护工作。雷击的影响不能被直接避免,为了减少高压输电线路的故障,可从避雷以及防雷工作入手,在现有防雷工作的基础,加强全面的保护水平的线路,安全地在输电过程中发挥出高压输电线路的作用。

参考文献

[1]刘玉婷，王鹏，童军心，等.关于 500kV 输电线路3根避雷线防雷效果研究[J].能源研究与管理2019 (2)：38-41.

[2]吴伟，蒋正龙，陆佳政，等.具有防雷功能的 500kV 防冰闪绝缘子结构设计及电场仿真研究[J].高压电器，2018 (1)：9-15.

[3]尹兴.500kV输电线路实际运行中的防雷技术对策[J].通讯世界,2019,26(8):305-306.

[4]纪天枢,孙维佳,张嘉杨,等.试析 500kV输电线路运行中的防雷技术[J].建筑工程技术与设计,2018,15(32):2529.