输配电线路中雷击故障的诱因及防范措施研究姜建忠

输配电线路中雷击故障的诱因及防范措施研究姜建忠

姜建忠刘志立李月军

（国网阳谷县供电公司山东省聊城市252300）

摘要：雷害事故是架空送电线路最频发的事故，我国历年送电事故统计中，雷害事故平均约占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地区和强雷地区，雷害事故可达送电事故的70%以上。线路防雷工作在架空线路的安全运行工作中是一项十分重要的工作，本文着重结合目前已采用的新技术谈谈防雷方面的措施。

关键词：输配电线路；雷击；防范措施

输配电线路遭受雷击会很大程度影响到输配电线路的正常工作，为广大用户的供电产生较大的影响，严重影响到了输电线路的运行安全与稳定。因此，有必要对于引起雷击故障的原因进行详细的分析，结合分析所得出的结果与实际的经验制定出有效的防范措施，确保输配电线路的安全、稳定运行，进一步推动我国电力产业的发展。

1线路遭受雷击的形式及危害

线路遭受雷击的形式主要包括感应雷、直击雷、逆流雷。雷击对线路的危害非常大。造成绝缘子串闪络，电源开关跳闸，严重时引起绝缘子串炸裂或绝缘子串脱开，从而形成永久性的接地故障；雷击导线引起绝缘闪络，造成单相接地或相间短路，其短路电流可能把导线、金具、接地引下线烧伤甚至烧断；架空地线档中落雷时，在与放电通道相连的那部分地线上，有可能灼伤、断股、强度降低，以致断地线；当线路遭受雷击时，由于导线、地线上的电压很高，还可能把交叉跨越的间隙或者杆塔上的间隙击穿。

2由雷击引起跳闸的主要因素

一般来说，由于绝缘水平低，输配电线路上由于雷击而造成的闪络现象是无法避免的。雷击引起的跳闸现象必须具备两个条件：一是形成单相接地短路，即由于上下文形成的稳定工频电弧引起的线路跳闸；第二个是线路的绝缘水平低于雷击的电压。导致电线绝缘闪络的现象，但是其持续时间非常短，只有几十微秒但不足以形成跳闸现象。导致第一种情况出现的主要条件是：

2.1线路杆塔的接地电阻值

当雷电击中避雷器时，正常情况下在空气间隙中不会发生闪络。当雷电流传播到塔架两侧时，由于强电晕而传播到塔架时振幅已经大大降低，如果是接地电阻不高，杆塔的电位升高不足以导致绝缘子串闪络。当雷击塔引起反击过电压时，绝缘子串是否发生闪络，与杆塔冲击接地电阻值有直接关系，接地电阻越高，塔顶电位越高，并且绝缘子串上的电位差越大，绝缘子串可能会产生。闪络甚至可能同时引起多串绝缘子串闪络，导致相间短路和跳闸。

2.2消弧线圈的整定情况

如果消弧线圈的设置不准确，传输线的雷击很容易导致导体短路，此时消弧线圈的补偿是不够的。如果输配电线路为单相接地，则短路电流为电容电流，当消弧线圈补偿过大，单相接地短路电流感应电流。如果当单相接地短路电流大于10A时，单相接地将发生在形式的电弧形成稳态短路电流将不出去，但也不会形成稳定的短路电流，此时弧长的时间消耗较大，然后最后导致系统产生电弧过压引发跳闸。

2.3其它情况

如引下线、接地线、线路上管型避雷器、进线段、线路走廊等也与雷电过电压的保护有关。

3输电线路中雷击故障的诱因分析

分析输电线路雷击故障主要从四个诱因出发，第一，当雷击输电线路导线时，导线上便会出现高电压，若此电压大于绝缘子耐压强度，线路就会掉闸，出现故障。第二，如果线路接地电阻质量存在问题，雷击电流便会泄露，使线路出现掉闸或者闪络现象。第三，架空线路中绝缘子的好坏也会影响故障出现情况，绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空线路中，绝缘子占到了极为重要的角色，可以固定导线，绝缘子的耐压水平受该绝缘子实际的运行情况影响。第四，避雷线和绕击区的关系也在一定程度上影响着雷击输电线路产生故障的概率，避雷线相当于在线路上安装无数个等高的避雷针，外侧导线与避雷线连接的垂直夹角会影响绕击区域的面积，此夹角越大，绕击区域的面积就会越大。所以，该保护角一般被设计为30°左右，从而避免绕击。

4输配电线路雷击故障主要特征分析

根据相关物理原理，输电线路上存在的雷电过电压主要分为两类，一类是雷电直击及反击，此类故障通常会造成输配电线路多相故障，在输配电线路直击或者反击的情况下，线路经常会跳闸，形成闪络现象。第二类是雷电绕击，这种现象会使输配电线路发生单相故障，使线路设备发生烧灼现象，经有关科学研究表明，如果雷击电流值较大，绕击故障的出现频率较低。

5如何防范输配电线路的雷击故障

5.1提高绝缘子的绝缘水平

众所周知，绝缘子的好坏会在架空线路中扮演着重要的角色，在交流变电站中，需要长期使用绝缘子，所以绝缘子很大程度会决定着故障出现的频率。在日常的运行过程中，绝缘子主要有性能降低、老化等问题，为了可以是绝缘子的作用得到充分的发挥，就需要相关的工作人员对绝缘子定期进行检查与维护，更换存在问题的绝缘子，从而提升输配电线路的绝缘水平，降低雷击的风险。

5.2架设避雷线

避雷线对于超高压线路的保护具有非常重要的作用，也是方式线路被雷电击中的重要措施，在架设避雷线的时候，还需要对避雷线的质量进行检定，以确保避雷线的质量符合相关的防雷要求。

5.3降低接地的电阻

提高输配电线路的安全还可以通过降低接地电阻来实现，接地电阻的降低可以使其在遭受雷击的时候，有着比较高的耐雷水平。因此，需要相关的工作人员可以对接地电阻进行检查，尤其是在雷电多发的季节，要按照相关的标准来对接地电阻进行测试与检查，发现问题及时解决，为输电线路的防雷保护工作提供重要的支持。

5.4增加部分线路的耦合地线

由于地区的不同，在地表电阻相对较高的地方，其土壤的电阻率相对较高，相关的工作人员可以该地区增加耦合地线来提高线路分流与耦合的效果。耦合地线是降低绝缘子承受电压的有效措施，可以很大程度降低雷击所导致线路故障的发生，为输配电线路的稳定、安全运行提供了重要的贡献。

5.5优化设计整体线路结构

对于整体线路结构的优化设计，主要是对于保护角的设计，要尽可能降低保护角。例如在一些特殊的地质环境中，山坡或者山顶，可以采用负保护角，提升防范的效果。另外，也需要在优化设计整体线路结构的时候，考虑到避雷线，应该降低一些线路塔的高度，从而使反击故障发生的概率尽可能降低。降低线路塔的电压幅值也是减少雷击损害的重要措施。

5.6完善测试方法

保证输配电线路的安全与稳定运行，其中重要的工作就是对于线路的测试工作，这也是线路避免雷击的重要防范措施。因此，就需要相关的输配电线路测试人员，在线路的测试过程中，不断完善和优化测试的方法，结合相关的工作经验对输配电线路进行科学有效的规划，尤其是在雷击多发季节，更需要加强线路测试工作，提升输配电线路安全、稳定运行环境。同时，电力企业还需要对相关的工作人员进行培训，随着科学技术的快速发展，更多的先进技术与设备被应用在输配电线路的测试工作中，只要及时掌握相关的技能，才可以有效促进测试工作的质量，为输配电线路的防雷保护工作提供重要支持。

结束语

总而言之，雷击作为影响输配电线路的重要因素，也是造成输配电线路故障的主要原因，需要相关的管理人员重视对于雷击的防范。由于雷击主要受到气象、地质状况以及地理环境的影响，相关的工作人员在制定防范措施的时候，应该集合实际的情况，在制定科学合理的防范措施。同时，输配电线路的防雷工作是一项比较复杂且长期的工程，在完善的过程需要涉及较多的内容，也需要相关部门的协助共同完成。

参考文献：

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