输电线路防雷设计探讨

输电线路防雷设计探讨

鲁智

（国网阜阳供电公司安徽阜阳236000）

摘要：输电线路作为电力系统重要的组成部分，不仅起着输送电能的重要作用，还可提升社会效益与经济效益。基于此，本文对输电线路防雷设计的必要性与方法作了简述，重点对路径选择、避雷线的铺设、线路的绝缘设计等内容进行了介绍。通过加强输电线路防雷设计，可保证居民用电安全，促进电力系统的进一步发展。

关键词：输电线路；防雷设计；耦合地线；必要性

近年来，随着电力工业的快速发展，输电线路的架设规模越来越大，但与此同时，其在运行过程中发生的雷击事故也逐渐加大。据统计，在输电线路跳闸事故中，有70%是由于输电线路受到雷击而造成，这不仅对电力系统的稳定运行造成影响，甚至还会引起电力火灾事故，对电力企业造成巨大的经济损失。因此加强输电线路防雷设计的探讨尤为重要。

1输电线路防雷设计的必要性与方法

1.1输电线路防雷设计的意义

输电线路是电力系统的重要组成部分，直接影响着人们的正常生活，同时输电线路在电力系统中充当着纽带作用，并且是变电站和各用户的重要枢纽，因此保障输电线路的正常运行，也是为了保证工农业生产和人们正常生活的用电需求。其次伴随着经济的快速发展，我国的电力网络和输电线路的规模也在不断加大，而发生雷击的机会和概率也在增大，其不但会增加供电设备发生事故的可能性，而且会直接影响到电网的供电，并且当雷电击中线路时，雷电波一旦侵入供电设施设备，还会影响到电力系统的正常运行，给系统带来很大的危险性。因此加强对于输电线路的防雷设计，对于减少雷击事故的发生，提高供电的安全可靠性，以及保证变电所、发电厂的安全运行具有重要作用。

1.2输电线路的防雷设计方法

在输电线路的防雷设计中，最常见的防雷设计方法有架设避雷线、合理的选取线路的路径、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路整体绝缘水平等。这几种方法在当前线路的防雷设计中的运用范围虽广，但由于受到地形和投资的限制，一些特殊地区需具体问题具体分析。其次要综合考虑到当地输电系统的绝缘状况、线路的接地方式、有无自动重合闸、雷电活动情况等各项条件，并确定科学的、经济的防雷措施和方案，以进行线路的防雷保护。

另外在输电线路的防雷设计中，要紧密结合当下的电力安全生产和建设的主题，不断适应输电线路发展的需要，同时注重各方面材料的收集和整理工作，以为防雷设计奠定强有力的基础数据。此外还要经常对阶段性工作进行总结，吸取其中的经验教训和成功之处，以提出更加创新的保护线路的防雷措施，制定更加全面科学的设计方案，从而满足不断发展的电网要求。

2输电线路防雷设计

2.1路径选择

在输电线路防雷设计中，因受地形、土质、气候状况的影响，某些地区极易成为雷击的多发区，所以在输电线路设计时必须避开这些地区，以降低雷击概率。通常情况下，雷击区包括以下几种类型地段：（1）地下富含导电性矿藏的地区，以及地下水位较高的地区；（2）土质电阻率低的地区与土质电阻率发生骤变的地区，如田地、土壤、岩石等拥有不同类型地貌的地区和山坡断层带、交接地带、山谷地带等；（3）顺风的河谷地带和山区的风口等雷暴走廊区；（4）周围布满山丘的湿润盆地，如包围着湖、水塘、沼泽、水库、树林的地区；（5）土质条件较好、植被覆盖良好的山丘顶部区域以及向阳面区域。

2.2避雷线的铺设

在当前输电线路防雷设计中，避雷线使用频率较高，其不仅具有较高的防雷效率，而且具有分流、耦合及屏蔽等作用，因此利用避雷线不仅能够有效减少铁塔的雷电流，降低塔顶的电位，还可有效减轻雷击所带来的破坏性影响。首先在导线上部铺设避雷线时，应将避雷线直接接地，这样当雷击输电线路时，电流就可直接通过避雷线传播到地下，同时在进行避雷线铺设时，还应考虑到当地自然环境以及发生雷电的天数，如果雷电发生的概率较大，在该地区最好采用双避雷线的铺设手段，以有效隔离雷电。其次在进行设备的铺设时，还应控制好避雷角的大小，避雷角度越小越有利于线路的保护，同时避雷线在架设安装过程中，边导线位置相对应的避雷线保护角角度需当作出合理控制，一般情况下，宜将其控制在20°～30°范围之内，且还需做好避雷线的接地处理。

2.3线路的绝缘设计

对于35kV及以上输电线路来讲，其耐雷水平与绝缘水平之间为正比关系，因此为确保输电线路有合适的绝缘强度，需强化零值绝缘子检测，以提高线路耐雷水平。首先在进行输电线路的防雷设计时，应结合各类绝缘子的实际性能，对其防雷参数与特征进行分析，以保证输电线路有足够的绝缘强度。其次为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，从而加强线路绝缘性，同时也可采用有较好的耐电弧和不易老化的玻璃绝缘子，因为玻璃绝缘子不易老化、耐电弧，零值自爆，自洁性能良好，再加上玻璃物质属于质地均匀的熔融体，表面仍是光滑的玻璃体，可及时被高温烧伤，从而继续发挥绝缘性能。

2.4接地设计

输电线路的防雷接地装置是输电线路的重要组成部分，也是接地体与接地引下线守望总称。对于穿越山区的输电线路来讲，很多高海拔的土壤电阻率均大于1000欧/米，因此需要设计人员将放射形接地装置作用于杆塔的接地电阻，以满足相关规定值，其射线的辐射范围往往在几十米；在坡度大、地形复杂的地区，也可使用降阻剂来使接地电阻下降，但此时射线的辐射范围可稍微降低，同时根据使用经验，降阻剂的效果较为显著。首先它可与金属接地体紧密接触，大幅度减少接触电阻；其次由于降阻剂可向周围土壤渗透，在接地体周围能形成一个低电阻区域，从而降低周围土壤电阻率。另外输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，应尽可能降低杆塔的接地电阻，这是提高输电线路耐雷水平的基础，也是最经济、有效的手段，而对于土壤电阻率较高与疑难地区的线路，则应强化降阻手段的应用，如增加埋设深度、延长接地极的使用、就近增加垂直接地极的运用。

2.5耦合地线的架设

在输电线路防雷设计过程中，如无法实施降低接地电阻措施时，可通过架设耦合地线的方式，减少发生雷击跳闸事故的次数，特别是对于一些架设在山区的输电线路而言，可根据实际情况，予以采用。同时通过架设耦合地线，不仅可增加各相导线之间的屏蔽耦合效果，降低绝缘子串的电压与等值波阻抗，还可增强输电线路的耐雷击性能，降低杆塔的电位。当然在架设耦合地线时，也存在着施工困难、约束条件多、电能损耗大等缺点，并且还要求对周边树木进行砍伐，破坏了一定的生态环境。因此在防雷设计时，一定要进行全面、综合的考虑，进而确保输电线路防雷工作的效益。

3总结

总之，在输电线路防雷设计时，不仅需要掌握线路所处区域的特点，还要对雷电参数和规律进行掌握，加强与气象部门的沟通和联系，从而采取切实可行的防雷设计来有效提高输电线路防雷水平，保证线路运行的安全性和可靠性，以为电力系统安全、稳定的运行奠定良好的基础。

参考文献：

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[4]华俊．浅谈输电线路的防雷设计[J]．科技信息，2011(09)．

作者简介：

鲁智(1962-)，男，大专，论文方向：输电线路设计。