输电线路防雷分析与对策

输电线路防雷分析与对策

张加伟

国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司 红山输电工区 内蒙古赤峰 024000

摘要：输电网分布广泛，在输电线路的整个运行过程中，往往会受到这类环境因素的影响，所以极容易遭受雷击，线路受雷击后，极易引起输电线路跳闸，轻则导致无法对用户供电，重则会引发电网事故，造成更大的损失。基于此，本文对高压输电线路雷击原因以及对输电线路进行防雷和接地的有效措施进行了分析。

关键词：雷击；输电线路；防雷保护

1 高压输电线路雷击原因分析

为了发挥防雷保护的作用，减少雷击过电流导致电力设备损失程度。需要对高压输电线路的雷击原因进行分析与讨论，制定有针对性的措施。输电线路的避雷线保护角国家有相应的管理标准，高压输电线路在安装过程中，由于受施工人员、设计方案、重视程度因素等影响，避雷线保护角度过大从而引起的雷击现象频繁。接地装置的影响，接地装置的作用是将强大的雷电流顺利进入地面，避免线路、设施的损坏。目前国内接地装置普遍采用碳钢，但是受到碳钢易受外界腐蚀，导致接地电阻增加，尤其使用导电混凝土施工，腐蚀更加严重。雷击时容易发生雷电流无法正常引至大地接地网系统，从而造成对输电线路安全威胁，甚至对操作人员带来生命威胁。还有绝缘子的影响，高压输电线路建设中，一般采用合成绝缘子、瓷绝缘子进行施工。雷击频率过高地区，要采用瓷绝缘子，但是检测维护难度较大。合成绝缘子由于检测便捷，雷击频率低地区应用较多，所以引起雷击线路发生的安全隐患较大。

2 对输电线路进行防雷和接地的有效措施

2.1 将避雷线和线路避雷器配合使用

传统的防雷保护措施通常通过增设避雷线来减少线路遭遇雷电过电压的影响，但是部分线路还是会因为雷击现象而造成线路跳闸。因此，将避雷线和避雷器配合使用，是全面提升输电线路的防雷击水平的有效方法。具体来说，架空的避雷线具有防止雷电直击导线的功能，同时还具备一定的分流作用，可以有效减少流经线路杆塔的雷电电流、降低杆塔顶部的电位，加之避雷线还可以通过对导线的耦合作用或屏幕作用降低线路绝缘上电压和感应过电压，因此，对电压较高的输电线路采用避雷线防雷，是十分有效的。另外，针对电压相对较小的输电线路来说，避雷线的防雷效果不太显著，此时，线路避雷器就可以发挥相当程度的防雷作用。一旦雷击造成的电流超过核定标准，线路避雷器可以通过分流动作将多余雷电导入大地，避免电压迅速升高造成的安全事故，确保电力输送的安全性。

2.2 加装并联保护间隙

两端和一对金属电极连接在绝缘体中形成保护间隙，其长度一般小于绝缘串的整体数量。当接触网被雷击时，由于保护措施设备中的电压是低于绝缘物质中的电压的，所以这个时候保护措施设备会首先放电，将电流的频率控制到整体电路的最尾端，这样就可以通过最尾端的稀释功效，有效保证绝缘物体不被破坏了。这种形式的好处就是能够有效保证绝缘物质的安全，减少其工作量，高效而且安全。缺点是对现有线路设置了短绝缘子并联间隙，导致线路绝缘水平降低，进而导致导致雷击时的断开速度略有提高。如果在安装并联保护间隙后绝缘电平保持不变，则需要增加绝缘子电路长度。如果闪电击中时发生较高的断开频率，就不应该去安装保护并联间隙了。

2.3 安装线路氧化锌避雷器

当避雷针短端或避雷针柱和两端绝缘子产生张力时，避雷针的触发电压、避雷针的作用、过流后避雷针的雷击电流和通过避雷针的电流正好仅仅只是几毫安了，当电流过零点时，整体设备才会熄灭。随着这些年的科技发展，整体避雷设备的发展和生产都向着高效保质的方面推进着，同时使用避雷设备安全措施的方式也越来越受到多方的认同，逐渐被运用到工作实际中。如果在整个线路上应用避雷针，那么避雷针就可以把雷击损害降低到很低的水平，这是避雷针保护的最大优势。在220KV输电线路运行之初，非常容易被雷电击中，应当安装合适的避雷设备，因为避雷设备能防止绕圈攻击，同时针对杆塔接地的标准不是很高，从操作效率上看，也明显可以大大提高线路的防雷电率水平。

2.4 藕合地埋线

藕合地埋线只有降低接地电阻和架空部分地线的作用。《电力工程高压送电线路设计手册》中明确强调，连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1～2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，这样一来可以有效降低高土壤电阻率地区的接地电阻；由于藕荷地埋线具有架空线路的作用，因此既可以达到避雷线分流的效果，又可以发挥出避雷线的耦合作用。在应用过程中，一些具有经验的单位，通常会在20基杆塔的易击段埋设藕合地埋线，这样可以有效降低雷击事故的发生几率，也能减少跳闸问题的出现，对于提高线路耐雷水平来说，也有着重要作用。

2.5 降低杆塔接地电阻

杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数，对于一般高度的杆塔，当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号和数量确定后，降低杆塔接地电阻对提高架空送电线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。当杆塔型式、尺寸和绝缘子型式、数量确定后，影响线路反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的阻值。各种电压等级，线路耐雷水平均随杆塔接地电阻的增加而降低。依据雷电流幅值累积概率分布的固有特点：低幅值雷电流出现的概率明显大于高幅值雷电流出现的概率。由此可知，随着系统标称电压的提高，杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。根据不同地形、土质，采取不同的改造接地网的技术方法，可有效降低所改造杆塔的接地电阻。实践证明，改善接地是很有效的防雷改进措施。

2.6 将避雷线和线路避雷器配合使用

传统的防雷保护措施通常通过增设避雷线来减少线路遭遇雷电过电压的影响，但是部分线路还是会因为雷击现象而造成线路跳闸。因此，将避雷线和避雷器配合使用，是全面提升输电线路的防雷击水平的有效方法。具体来说，架空的避雷线具有防止雷电直击导线的功能，同时还具备一定的分流作用，可以有效减少流经线路杆塔的雷电电流、降低杆塔顶部的电位，加之避雷线还可以通过对导线的耦合作用或屏幕作用降低线路绝缘上电压和感应过电压，因此，对电压较高的输电线路采用避雷线防雷，是十分有效的。另外，针对电压相对较小的输电线路来说，避雷线的防雷效果不太显著，此时，线路避雷器就可以发挥相当程度的防雷作用。一旦雷击造成的电流超过核定标准，线路避雷器可以通过分流动作将多余雷电导入大地，避免电压迅速升高造成的安全事故，确保电力输送的安全性。

2.7 加强输电线路绝缘处理

部分输电线路架设的地形特殊，需要架空线路跨越极其长的一段距离，这就要求线路杆塔也随之进行大幅度跨越，大面积的输电线路暴露在自然界中，一旦遇上强风天气，大幅度的震荡极容易增加输电线路落雷的几率。如若线路杆塔顶部的电位过高，一旦发生雷击，则会迅速形成感应雷过电压，造成雷电绕击现象，威胁电力运输安全。为了有效预防上述现象的发生，可以在位置较高的线路杆塔上增加绝缘子片数，增大爬电比距，扩大避雷线和导线之间的距离。

3 结束语

总而言之，雷击这种自然现象是十分常见的，对于输电线路保护工作来说，要想有效减少雷击问题的发生，就必须要结合实际情况，灵活应用各种防雷措施。但从实际情况来看，存在很大难度，对此，电力企业应该予以高度重视。对于输电线路周围地区做好考察和分析，分析不同雷击故障的具体类型和产生原因，然后针对当地实际情况，采取针对性的防雷措施，应用各种先进的技术手段，这样才能从根本上有效降低雷击事故发生机率，从而为输电线路的安全运行创造良好条件。

参考文献：

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