输电线路防雷技术的运用解析万康

输电线路防雷技术的运用解析万康

万康

（中国南方电网广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州514021）

摘要：输电线路在整个电力系统中占有重要的地位，其运行质量的高低决定着电力供应的质量，且对电网整体运行的安全性有直接的影响，随着社会与经济的飞速发展，社会各界的用电要求也进一步增加，对输电线路稳定运行也提出了更高的要求，所以如何保证输电线路的安全稳定运行具有十分重要的意义。我国幅员辽阔，地形复杂，很多地区雷电活动频繁，输电线路易遭受雷击而导致线路跳闸，雷击跳闸也一直是输电线路发生故障的主要原因。因此，运用有效的防雷技术，降低输电线路的雷击跳闸次数，是确保电网安全运行和供电可靠性的一项重要工作。

关键词：输电线路防雷技术运用解析

随着经济的迅速发展，人民的生活水平大力提升，电力作为最日常的能源在人们的生活、工作和学习中扮演着不可替代的角色。确保电力的持续稳定供应，将是促进经济增长和社会和谐的重要基础和保障，这就需要我们从电力企业管理、输电线路设计等多个方面进行努力。我国很多地区是雷电的多发地带，雷电的发生会对输电线路的安全带来极大的威胁，因此，输电线路中的防雷技术的运用十分重要，除了对雷电多发地区实施相应的防雷措施以外，对雷电发生可能性较小的地区也要做好防雷的准备，以便灾害发生时减少经济的损失。

1.输电线路雷击的基本概念

1.1雷电的放电过程

雷云对大地放电（地闪）通常分为先导放电和主放电两个阶段，下行先导、上行先导，主放电过程极短，一般持续时间20～100μs，平均约50μs，多数雷云对地放电都是重复性的，包含多次先导放电和主放电过程。多次放电间隔约几ms至几百ms，重复放电次数一般为2~3次，一次地闪持续时间约10ms~2s。

1.2雷击跳闸的机理

雷电过电压分为直击雷过电压和雷电感应过电压，直击雷分为雷击塔顶、雷击避雷线和雷击导线（绕击），雷击引起线路跳闸的过程一般是线路遭受雷击致使绝缘子发生闪络，冲击闪络转为工频电弧引起线路继电保护跳闸。

2.雷击对输电线路造成的危害

大规模的雷电天气会对输电线路造成巨大的危害，尤其是在雷电多发的夏季，很多地区都是雷电的多发地带，雷电极有可能会导致输电线路的中断，对输电线路的安全带来极大的威胁。雷电经过线路时，会产生过电压，瞬间的电流一旦超出线路和相关设备的承受能力，就会造成继电保护器的跳闸，导致线路被切断，造成一定的经济损失。同时，也很有可能威胁到人身安全，产生雷击时，杆塔自身由于高度较高，相当于媒介，云层中出现过电压后，会产生非常大的瞬间电压，杆塔处在雷云和大地之间，很容易就会被击穿，击穿塔杆的同时，还会伴有强大的电流，这些强电流会毁坏相关设备，严重时甚至会引起爆炸、火灾等事故。

3.防雷技术在输电线路中的运用

3.1架设避雷线

架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷电直击导线，同时还具有以下作用：1.分流作用，减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位2.通过对导线的耦合作用，可以减小线路绝缘子的电压3.对导线的屏蔽作用，还可以降低导线上的感应过电压。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20~30°。220kV及30kV双又避雷线线路应做到201在右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15°左右。

3.2降低杆塔接地电阻

降低杆塔的接地电阻是提高线路反击耐雷水平、降低雷击跳闸率的有效措施，是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路安全运行。

3.3改变线路的绝缘水平

采用增加绝缘子的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等措施，提高线路的耐雷水平、降低建弧率。

3.4加装线路避雷器

线路避雷器并联在线路绝缘子串的两端，可防止线路绝缘发生冲击闪络，并能快速切断工频电弧，从而降低雷击跳闸率。避雷器应用在线路上作为防止直击雷防护，在国内已有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的避雷器，运行情况良好。

3.5装设耦合地线

在高土壤电阻率地区，若雷击事故频发，又难以降低接地电阻，可在导线下方（或附近）加装一条耦合地线，耦合作用，降低绝缘子两端的电压差，分流作用，减小流经杆塔的雷电流，屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。

3.6安装避雷针

安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是实际应用却存在以下缺陷，使用时应注意以下问题：由于避雷针而导致雷击概率增大，保护范围小，感应过电压，接触电压和跨步电压问题，反击的危害。

3.7采用消弧线圈接地方式

对于雷电活动强烈，接地电阻又难以降低的地区，可采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式，绝大多数的单相闪络着雷接地故障能被消弧线圈所消除，而在两相或三相着雷时，雷击引起第一相导线闪络并不会造成跳闸，闪络后的导线相当于地线，增加了耦合作用，使未闪络相绝缘子串上的电压下降，从而提高了耐雷水平。

3.8装设线路自动重合闸装置

输电线路遭受雷击跳闸一般都是瞬时性接地故障，大多数情况下都能在线路跳闸后自动重合成功，因此，装设线路自动重合闸装置，能大大提高线路的供电可靠性。根据应用过程中状态的不同，可以将自动重合闸包括为综合重合闸、三相重合闸、单相重合闸等，可以有效提高供电的稳定性，减少跳闸的次数，对输电线路，尤其是架空线路具有一定的保护作用。此外，该装置还具有使用性能高、成本低等优点，被输电系统广泛运用。

3.9应用雷电定位系统进行分析

雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位系统能准确定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大大节省巡线人员的故障巡视时间，使线路及时恢复供电，确保线路的供电可靠性。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，对防雷工作大有裨益。

结束语：输电线路的防雷保护应成为输电线路运行维护的重点。在确定输电线路的防雷方式时，应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路所经地区雷电活动的强弱、地形地貌的特点、土壤电阻率的高低等条件，结合当地原有线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，因地制宜采取合理的保护措施，确保输电线路安全稳定运行。

参考文献：

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