输配电线路中雷击故障的诱因及防范措施研究

输配电线路中雷击故障的诱因及防范措施研究

顾明红

顾明红

芜湖国能电力工程有限公司安徽芜湖241000

摘要：输配电线路遭受雷击会导致电网运行出现不稳定，甚至会导致更严重的安全问题，同时雷击也会对于输配电线路的故障定位工作以及线路检修带来一定的影响。雷电在击中输配电线路的时候，会引发雷击电流而导致输配电线路设备出现故障，从而造成断电、跳闸等现象的产生。因此，本篇文章主要分析了输配电线路中雷击故障的诱因进行了研究分析，并提出了相应的防范措施，以确保输配电线路的正常运行，希望可以为相关从业者提供一定的参考借鉴。

关键词：输配电线路；雷击故障；诱因；防范措施

引言

输配电线路在我国分布广泛，输送电力范围也比较大，基本实现了全国覆盖，极大地方便了居民的工作与生活。但在输配电线路运行过程中，经常受到雷电因素的影响，尤其是山区或丘陵地区，遭受雷电的可能性更大，轻则导致线路外部绝缘体严重受损，重则使整个输配电线路陷入瘫痪，影响电力资源的正常供应。文章将从雷击对输配电线路的危害出发，针对输配电线路防雷技术要点进行分别介绍，并就如何加强输配电线路运维管理展开详细论述。

1输配电线路中雷击故障的诱因分析

输配电线路的雷击故障，主要从以下四个诱因进行，一是，在发生雷击情况的时候，雷电击中输电线路导线时，就会导致高电压的出现，此时当电压超过绝缘子耐压强度的时候，线路就会出现故障，发生掉闸等情况；二是，雷击故障的诱因也与架空线路中的绝缘子好坏存在一定的联系，绝缘子作为一种比较特殊的绝缘控件，在架空线路中占据着重要的地位，其主要的作用就是股东导线，绝缘子的实际运行情况会很大程度影响到绝缘子的耐压水平。三是，输配电线路的电阻的质量也会导致雷击电流的泄露，从而导致闪络或者掉闸现象的出现。四是，影响雷击线路产生的故障的因素还有绕击区与避雷线，避雷线就相当于在输配电线路上安装了很多避雷针，避雷线与外侧导线的连接垂直夹角，会对绕击区域的面积产生影响，夹角的逐渐增加绕击面积也就会增大，因此，通常会将夹角设置为三十度左右，避免绕击。

2输配电线路雷击故障主要特征分析

随着我国电力产业的发展，输配电线路的铺设范围和规模也越来越大，不过雷击给输配电线路的安全、稳定运行有着较大的影响，根据相关的研究分析，在输配电线路上存在的雷电过电压主要有两种，一种是雷电绕击，雷电绕击会导致线路出现单相故障，造成输配电线路的设备烧灼，相关的研究发现，绕击故障出现的频率与雷击电流值有着很大的关系。另一种是雷击直击与反击，这种现象会造成输配电线路的多相故障，当线路出现闪络或者经常跳闸的情况是，通常都是由于出现了输配电线路直击或者反击的情况。

2输配电线路防雷要点

2.1架空绝缘避雷线

作为对输配电线路采取的防雷措施中最常见的一种，架空绝缘避电线在我国绝大多数架设的输配电线路上均被采用。其具有两方面的优势特点。一方面，由于其能够直接架设在输配电线路上，避雷线在出现雷击风险时能够实现有效对雷击进行拦截，防止其对正常的输配电线路造成不利影响。另一方面，避雷线引导雷电流向大地，有效避免输配电线路因受到雷击而出现的输电中断的现象。我国的架空绝缘避雷线技术主要通过降低接地网的电阻、采用双型避雷线保护角两种措施实现最佳的防雷效果。采取复合型接地的物理方法以及对土壤导电率控制的化学方法，可以有效减少接地网的电阻，实现较好的引导及释放雷击效果。另外，相较于传统的单型避雷线，双型避雷线具有更好的避雷效果，保护角的应用也能加强其避雷效果。我国电力主管部门规定偏远地区的输配电线路需采用这种双型避雷线的设计，以减轻在恶劣雷暴天气下输配电线路的受到的损害。

2.2减少杆塔接地电阻存量

施工队在铺设输配电线路的时候，通常会有意地去降低杆塔的接地电阻存量，这样不但能够降低成本，还能提升输配电线路的避雷效果。这样做的主要原因是当输配电线路附近土壤的电阻降低了之后，雷电击中杆塔时所产生的电压差也会降低，这样能够保护输配电线路的正常工作，不但能够保护整个线路尽量不受雷击所损伤，还能提高线路抗雷击的程度。在对输配电线路建造和维护时，应当根据当地技术人员的指导，适当地对输配电线路进行一定的改造，比如说调整线路上电极的规格、改变土壤的电阻率等。特别对于地理环境恶劣的山区，如果选择最优的输配电线路进行铺设，将能够大大地降低后期对于输配电线路的维护成本。

2.3架设耦合地线

架设地线的目的是为了给降低杆塔接地电阻加以辅助，主要做法是在输配电线路下方架设接地线，促进线路耐雷性能，使线路跳闸率下降。在实践工作中，通过架设耦合地线，会使导线与地线作用力强化，一旦发生雷击，导线中就会产生感应电压，使绝缘子串的电压量随之降低，就实现了防雷的目的。同时，耦合地线设置完成后，分流作用会使杆塔分流系统不断减小，对于接地电阻值较大的区域更为明显，雷电会从相邻杆塔接地设施经过，使雷电电流分散，杆塔顶端电压减小。耦合地线的安装能够起到防止雷电反击的作用，对输配电线路薄弱点进行有效保护，但是一旦设置了耦合地线，就会降低雷击分流作用，导致杆塔周围大气电场分布存在异常，遭受雷击的概率也会提高。因此，在架设地线时，必须加强对终端接地电阻的控制，增加绝缘子的数量，使电阻值降低，这样输配电线路的防雷作用就能得以增强。

2.4安装侧向避雷针

在某些地区杆塔会架设在山顶或半山腰等较高的地方，有时会出现线路和杆塔与雷云平行甚至更高的情况，而输配电线路的电磁环境非常复杂，所以这地方的杆塔和线路更容易遭受雷电的袭击。根据长期的理论研究和实践总结，在线路之间安装侧向避雷针是一种非常有效的办法，将侧向避雷针安装在杆塔横担的两侧，长度最好在3m左右，中间固定长约1.2m，横向设备长约1.8m，并安置3个有效的固定点。

2.5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。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。

结束语

综上所述，输配电线路运行直接关系到电力传输的安全性与持续性，对居民用电意义重大。为此，要想确保输配电线路保持稳定安全运行，就应当在认真了解和分析雷击危害的基础上，采取相应地防雷技术措施，如降低杆塔电阻、架设地线、增设防雷设施等，并加强日常运维管理，使各种防雷技术和设施作用正常发挥，降低输配电线路受到雷击的几率，从而有效预防雷电对于输配电线路造成的破坏，保障电力传输正常安全。

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