高压输电线路防雷措施分析及改进方法张磊

高压输电线路防雷措施分析及改进方法张磊

张磊

治区电力设计院宁夏回族自有限公司宁夏回族自治区银川市750004

摘要：随着我国社会生产力逐渐提升，我国人民的用电需求越来越高，给电力行业的发展带来诸多机遇和挑战。我国目前对输电线路雷害的研究才刚刚起步，如果通过安全经济比较，选取和采用先进的防雷措施，对于提高供电的可靠性至关重要。对感应雷击过电压和直击雷过电压分别进行了理论研究，同时分析了影响输电线路防雷特性的各种因素，阐述了传统的高压输电线路防雷措施，最后就高压输电线路防雷措施改进提出了几点意见。

关键词：高压输电线路；防雷措施；改进方法

引言

随着社会市场经济的发展，我国电力行业的发展迅速，输电线路是电力网络的重要组成部分，那么保证输电线路的安全、稳定就必须提上日程。电力网络建设的规模越来越大，输电线路越来越复杂，出现故障是在所难免的，尤其是在遭受雷击导致跳闸甚至线路直接瘫痪的故障，所以应该采取相应防雷措施来降低输电线路出现故障。

1高压输电线路防雷的重要性

高压输电线路作为电力系统的主动脉，不仅线路较长，而且分布较为广泛，其运行的安全直接与供电的可靠性息息相关。由于高压输电线路在电网中具有非常重要的位置，所以需要确保高压输电线路运行的安全，从而保证电能的稳定供应。高压输电线路作为电力系统输电、配电和发电的重要组成部分，其运行的安全性和可靠性直接关系着电力系统运行的安全。目前大多数架空输电线路都处于野外恶劣的环境下运行，而且线路较长，分布较广，线路遭受雷击的风险较大，一旦雷击发生，则会导致跳闸事故发生，对电能的正常供应带来较大的影响。在雷击事故发生时，会对线路及开关设备带来一定的损坏，而且雷电流侵入到变电站还会导致电气设备受到不同程度的损坏，导致绝缘被击穿，从而给电力企业带来严重的经济损失。而通过输电线路防雷装置，可以有效的对雷击进行有效的防范，确保输电线路运行的安全，同时还能够有效的保证电厂及变电站内电气设备的安全运行，确保电力系统运行的可靠性和经济性。

2高压输电线路经常遇到雷击的原因分析

出现雷电的情况有两种，一是地面物体和云的放电现象；二是雷云之间的放电现象。大部分高压线路都是接地系统，遇到雷击时，会出现跳闸现象，影响线路的正常运行，造成高压输电线路遭受雷击的原因很复杂，但可以归纳为以下几点：第一，高压输电线路铺设比较密集，线路密度大，被雷击中的概率大大增加。第二，由于目前国家对雷电的监测技术不达标，再加上雷击活动频繁、不定时以及复杂性，导致根本无法准确的测量和捕获雷击的技术参数，甚至雷击之后线路的故障具体类型都很难准确区分。第三，在搭建输电线路时，沿途所经过的地形和所处环境往往都是较为复杂的，大部分都是在无人区或山区，输电线路又是较为密集，涉及到的范围广。然而环境是无法改变的，那么就需要在搭建方面下手，现在的数电线杆比较高，很容易造成空气绝缘损坏，造成雷击事故。第四，高压输电线自身有很大的缺陷，国家早期建设中，由于需要防污，所以大规模使用合成绝缘材料作为高压输电线的应用成分，但合成的绝缘力度相对较低，耐雷水平不高，使雷击放电几率大大增加。雷击引起的故障是高压输电线路的运行安全、可靠工作的强敌。所以，线路工作的重中之重是防雷工作，为保障线路的正常工作，提高线路的安全性，输电线路的综合防雷措施的优化势在必行。

3高压输电线路防雷的改进措施

3.1强化避雷线的架设，减小保护角

就高压输电线路防雷措施之中，避雷线架设早已成为最基本的防雷措施，且在电压较高的线路防雷之中应用效果较好，在经济方面也具有较高的优势。在此方面的改进主要是，确保在高压输电线路的架设之中，都能良好的应用避雷线，且在架设方式的选择方面，应以双避雷线架设为主。此外，经大量输电线路雷击实验证明，当雷击事故发生时，雷电经由避雷线对导线形成冲击现象的发生，通常与输电线路所处环境之中的杆塔高度、防护角度、地质情况等方面的因素关系密切。从此方面分析来看，区域的地质情况无法改变，而在高压输电线路的杆塔架设完成之后，其高度通常不宜变动，此时最佳的防雷方法，便是对保护角度进行合理的调整，以此来达到最佳的防雷效果。对于上百千伏的高压输电线路而言，其在保护角设计时，通常表现在以下几方面：第一点，若线路架设的区域为山区，则考虑到边坡因素的影响，在保护角方面设计时，应使之小于5°。第二点，若线路交涉的区域为平原区域，则在保护角设计时，应使之小于0°。就总体而言，在开展保护角的设计工作时，若想达到良好的防雷击效果，则其角度应不大于0°。

3.2加装线路避雷器

通过在输电线路上安装线路避雷器，这样在雷击发生时，雷电流就会自行从避雷器中流入导线，并分散到相邻的杆塔上。利用分流的耦合作用，从而有效的来实现导线电位的提高，避免绝缘子闪络的发生，所以安装线路避雷线的高压输电线路，其雷击跳闸的次数较少，线路维修和巡视工作量都能够有效的降低。在具体选用线路避雷器，需要做到以下几点：其一，线路避雷器的安装位置需要根据杆塔的雷击性质来确定，对于反击较多的杆塔，则且在三相上都要安装避雷器，而且相邻的杆塔也要安装避雷器，而对于绕击较多的杆塔，则只需在其一侧安装避雷器即可起到较好的防雷效果。其二，对于所安装的避雷器，尽量选用带有间隙的避雷器，同时还要加强检查其憎水性。其三，安装避雷器时需要严格检查各连接部位，在有条件的情况下最好进行试验，从而保证避雷器的可靠性。

3.3路杆塔的搭建

在输电线路的使用过程中，安全性是必须保障的，而起到至关作用的是杆塔，所以杆塔的接地电阻的阻值要降低。架设输电杆塔的地点选择上，要根据地质条件、土质的电阻率参数来选定。如果是普通的杆塔，外界条件不变的前提下，杆塔电阻降低会明显提高输电线路水平，有了杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护，雷电打击几率明显下降。在日常生活中，对于降低杆塔接地电阻的方法我们熟知的有：外引接地、接地网面积扩大、降阻剂的使用。虽然降低杆塔接地电阻的方法可以有效的增强输电线路的放雷水平，但是如果在特殊的情况下，耦合地线的方式的防雷能力更加突出，耦合电线的绝缘子串在遭遇雷击的情况下电压会降低，同时也可以起到分流的作用。研究表明，当搭建的杆塔无作用时，这时耦合地线是最佳的方式，这种方式能够减少跳闸事故的发生，保护输电网络，同时保证高压输电系统的正常运行，这种方式在山区使用效果更好。目前之所以杆塔的应用比较广泛，是因为杆塔成本比较低，适用性强，不管是山区还是城市都可以快速的搭建，耦合地线相对于杆塔来说成本要要一些，不能普遍使用。

结语

全国输电线路的技术管理，运行维护水平的高低等直接关系到电网的可靠度及可用率。从总体情况看，我国输电线路的运行水平在世界上处于较为先进的状况，但线路防雷保护我们还有大量的工作要去做，因为在防雷理论的研究这方面较经济发达的国家，我国还有一定的距离。结合国外先进的防雷技术，本文重点分析了同塔双回线路采用差绝缘的防雷技术、线路避雷器防雷保护技术、可控放电避雷针技术以及半导体消雷器技术。雷电活动是一项复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减小高压输电线路雷电的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献：

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