输电线路的防雷保护措施与方法

输电线路的防雷保护措施与方法

曹彦龙 朱晓峰

国网兰州供电公司 730050

摘要：在规划建设输电线时，铺设输电线路是整个电力工程中的重要作业，输电线大多数都是裸露于外部环境，会受到太阳光照射，风吹雨淋的影响，进而受到外界环境恶劣影响，就可能会造成线路断裂，出现输电故障，影响到电力工程的日常供电，甚至也会出现区域的停电事故。本篇文章就重点论述分析了雷电产生的原因和危害，进而讨论了输电线路和电气设备防雷措施及安全综合预防策略。

关键词:输电线路；雷电；避雷装置；安全

引言：

雷电击中输电线路就会出现线路断裂产生短路的事故，自然界中的雷电瞬时电压超过8位数时，瞬时的电流可以达到10万安。强大的电流，高压就会给电力设备带来巨大冲击，瞬时电压冲击线缆就会击破绝缘层，而使线路出现供电中断问题发生，雷电会引发线路断路而出现停电。通过调查发现，近30%的输电线产生故障都是在双输电线路上。

一、雷电的危害

自然界中的雷电给电力设备带来的损伤，会危及到整个电网运行的安全，雷电产生危害就是每天放电给输电线路带来巨大的电流电压，直接与建筑上的设备接触，产生电磁感应或者静电感应，也会出现热效应和电效应。

（一）电效应

雷电高压高电流就会在瞬时放射出近百万伏的电压电流，直接击穿了电气设备中的绝缘层，烧断电线，出现区域的停电事故。绝缘层被损坏，会引起设备内部的短路，而引发火灾事故。强大电流穿透的防雷设备，使电位数值上升，高电位作用于电缆电线，电气设备类和其他的金属管上之间设备作用会产生放电。由于雷电流出现了电磁效应，在其周边空间就会形成巨大磁场，在这种磁场中的导体就会感应出更高的电动势，有强大的电动势也会使得闭合金属导体出现感应电流，进而诱发设备产生发热或者其他的损坏事故。当电流接入地面，地面上可出现跨步电压，也发生人身伤亡的事故^[1]。

（二）热效应

雷电高压会产生上千安的大电流，这些电流进入到输电线路上穿过导体，在较短时间也生成巨大热量。雷电雷击点产生热量值比较高，发热量会达到近2000焦，容易出现易爆，融化线缆，而诱发更大的爆炸事故。因此，可以看出当瞬时雷电击中到线缆中，就会造成线缆的材料温度上升，使绝缘层融化，而导致线路短路的问题产生。

（三）其他危害

雷电产生电流可以击穿了绝缘层，产生出雷电性相反的电荷，此时电流消失或者电流还没有产生的高电压会出现放电现象，使得火灾事故蔓延。雷电流产生了电磁感应，在物体的位置上，未形成交变电流磁场，因而也充了电流，可以激发起变压装置局部过热，会导致火灾发生，雷电波侵入到防雷装置上。高电压对建筑物会起到反作用，也会引起配电设备短路，及输电线路短路燃烧的事故发生，而且会引发更大的火灾事故^[3]。

（四）雷电对人体的危害

雷电电流通过人体会造成人体的心脏跳动停止，脑部受到损伤，及身体多个器官被损坏会出现死亡。雷击时也会发出大量热，造成人体的皮肤被灼伤。

二、防雷措施

在输电线路上安装大量的避雷装置，减少雷电在输电线路中传输，线路上的雷电电压过高，而造成电力设备损伤，这是保障电力设备稳定安全运行的重要举措，也使整个电力系统能够为企业生产经营和居民的生活提供更安全的供电。

防雷措施可以概括为泄电和抗电方式，利用防雷电气设备，使其设备具有更强的绝缘性水平。另外，采用其他补救的方式，进而增强其抗雷电破坏能力水平。使用一系列的技术方法，还是使用多种防雷装置，有安装避雷针隔离线，隔离网和避雷装置，将这些雷电都引入到大地来，输出电流，以减少雷电带来的危害^[4]。

根据变电站内部的电力设施和电力站中的构筑物和其他电力设备的类型，同时针对于外界雷电，采取必要雷电防护控制措施，如果出现了雷暴及带电的绝缘体进入时，对人体带来放电，雷电进入到大地中产生的对地电压，就可能会被引起带来致命电击，那样就需要进一步掌控好必要的防雷措施，发生雷暴，工作人员还需要采取必要措施控制，尽量减少工作人员在野外的停留时间。电力工作人员在野外还要都穿上塑料鞋，也穿上密封型的雨衣，要加强工作人员自身的安全防护，在大树下或者有遮蔽的街道上，要离墙壁或者树干距离8米以外，如果自然界中发生了雷暴天气，那要远离山丘和隆起的高地，避开铁丝网或者金属晾衣绳，尽量远离那些没有安全防护保护的建筑物设施。当发生雷暴在户内，还要注意直接雷电的入侵，尽量避开照明设施等大量金属物品，减少输电线路设备给人体带来的二次雷电放电危害。

三、输电线路的防雷措施

（一）架设避雷线

在输电线路上安装避雷线，是防止雷电伤害输电线的一种重要防护措施，其作用就是为了防止雷击穿到导线，还具有分流作用，减少小径流穿入塔地的电流，进而能够减少低塔位的定位，通过对线导线的耦合，可以消减绝缘层的电压数值，另外还能够科学地规避雷电，增强导线的屏蔽性控制作用，弱化了感应电流的电压值。在110千伏之上电压向上往往都会架设避雷线，在35千伏之下的电压线路，安装的比例线保护角度会超出30度。

在330千伏以上的超高压、特高压的线路上，都设置双变离线保护角度在15度之下，有许多的超高压线路，还要结合线电气规模来确定好线路的保护要求，绕机闪络区数值为0，为了能够降低损失，PC线中干电流的可以通过使用B类线。建筑高平通道，超高线路的电压，可以使得输电线绕过一个小间隙，而使线路电力输送正常进行。

（二）降低杆塔接地电阻

对于高度数值一般的塔杆，降低塔杆带来的冲击电阻，就是为了提高线路的耐雷电水平，减少雷击跳闸的概率，制定出合理应对措施。土壤中的电阻率数值低，要有效地利用铁塔或者混凝土的塔杆来接地，将雷电导入到大地中。在那些土壤电阻率比较高的位置上，用一般塔杆接地的方式很难降低接地的电阻，可采用多放射型的接地，能够采用特设的接地设备，来保障建设大地中的接地电阻数值。

（三）采用消弧线圈的接力方式

在部分雷电发生比较频繁的区域，这些地区的接地电阻很难降低，使用110千伏和以下的电压等级的电网就可以使用系统中性线，不会接地，也可以使用消弧线圈接地的方法，这样就能够使雷电击中输电线路时产生的闪络故障。线路故障在第1次闪络时，并不会产生跳闸，闪络的导线就会变成一根避雷导线，增强闪络线路的耦合型控制作用，也会使得闪络电压数值快速下滑，增强整体闪络的耐雷电水平。国内的闪络接地的方法，设备运行效果好，累计跳闸率可以降低30%，110千伏的加工线路，会采用中性点，经过消弧线圈来接地^[5]。

（四）外力产生故障的防御措施

通过不同的路径，不同的形式宣传方法，从科技化和外力或进行实时监控，提高了故障风险应对控制能力。政府部门出台一系列的电力设施保护措施，防止外界干扰性因素对电力系统运行带来的危害，工程公司在电力工程施工中，还在施工期间内，建立起电力设施的保护区，同时得到相关政府部门的认可，办理交易施工手续。结合工程施工方法和电力工程单位签署的有关协议，落实安全法律责任机制。

四、结束语

结合输电线路特征，有针对性开展差异化的防雷改造，采用新防雷设备为输电线路的综合防雷提供支撑，搜集地区气象资料，科学规划输电线路，绕开雷电活动频繁的区域，增强受电线路中的分流能力，减少了过滤流产生的断线故障。

参考文献：

[1]袁晓飞.关于110kV高压输电线路的防雷保护措施研究[J].华东科技：综合,2020(4):1.

[2]唐彬.浅谈35kV输电线路防雷保护措施[J].2020.

[3]范伯儒、程秀楷、高任.浅谈500kV输电线路防雷保护措施及实际效益[J].中国设备工程,2020(21):2.

[4]顾天星.输电线路及变电站防雷保护措施浅析[J].2020.

[5]刘剑丰.浅谈高压输电线路综合防雷措施的实际应用[J].科学与财富,2020.