浅谈送变电线路的防雷措施

浅谈送变电线路的防雷措施

杨晋

国网山西送变电工程有限公司  030012

摘要：在电路运行的整个过程中，雷电对其有很大的影响，甚至会导致安全事故。因此，应研究送变电线路的防雷方面，采取有效措施解决这些问题。本文分析了送变电线路防雷现状，阐述了输变电线路的防雷措施，以期为输变电线路防雷提供参考。

关键词：送变电线路；防雷；措施

1 引言

由于电网的逐步扩大，雷击对送电线常造成跳闸、停电等现象，因此，对送变电线路的供电可靠性提出了更高的要求。从电网故障分类统计的相关数据可以看出，在中国一些跳闸频繁发生的地区，雷击事故占高压线路跳闸总次数的50%~70%。特别是在一些山区雷多、土壤电阻率高、地形复杂，雷击送变电线常造成事故，后果严重。因此，必须积极做好送变电线路的防雷工作，为电力企业降低送变线路跳闸率。

2 送变电线路防雷现状

目前，在雷电灾害的重灾区范围之内，87.6天为年平均雷暴日数，部分地区高达127天年雷暴日数。发生雷电时，不仅产生巨大的机械力作用，雷电产生的高温和高压，以及高频电磁脉冲，就是最大的灾害源，往往造成火灾，使信息系统瘫痪，爆炸和损毁建筑物等次生灾害，严重损害了国家利益和人民生命财产。而采取的措施主要是凭借在杆塔顶端架设架空地线，来完成输电线路本身的防雷；通过检测及改造杆塔接地电阻，开展防雷运行维护工作。由于单一的防雷措施，防雷效果不是很理想。而防雷措施采取耦合地线安装的方式，能使线路绝缘水平得到增强，但却受到一定的条件的约束，实施非常困难，因此非常有必要对不受条件限制的线路防雷措施进行研究。

3 雷击破坏送变电线路的机理

在打雷过程中，大气过电压的产生会给输电线路带来很大危害。通常情况下，该过电压以两种形式危及输电线路：一种是直接过电压，雷击直接打到电线和避雷器上；另一种是感应雷电压，这是在直击雷过大的情况下，雷电会产生大量的能量，在输电线路附近的地面上落雷，导致导线受到激烈的刺激，出现高压现象。在这两种雷击危害中，前者会对线路的暂态保护产生较大破坏，后者会干扰暂态保护。一般情况下，感应雷电压的危害比直击雷的危害更大，它属于地闪现象，会导致变电所中的电闸跳闸，出现停电现象。

4 送变电线路防雷保护措施分析

4.1合理架设避雷线

避雷线是为保护工作设施不受雷击，而在一旁安装引雷入地的导线，又称为防雷线，是电力工程架空线路建设中较为常用的一种防雷技术。当雷电通过杆塔和接地体时，会使杆塔点为迅速升高，与下方导线的电位差超过绝缘闪络的电压值后，两者之间就会产生反击闪络。而通过避雷线可以对雷击的作用进行分散，降低雷电对线路的影响，这种方式安装简单，实用价值高。避雷线常与避雷针、避雷网联合使用，避雷针吸引雷电，避雷网将雷击电流全部倒入大地，通过这种方式消除雷击危害、避免反击闪络、保护送电线路。

4.2安装避雷器

运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器。线路避雷器一般有两种：一种是无间隙型；避雷器与导线直接连接，它是电站型避雷器的延续，具有吸收冲击能量可靠，无放电时延、串联间隙在正常运行电压和操作电压下不动作，避雷器本体完全处于不带电状态，排除电气老化问题；串联间隙的下电极与上电极呈垂直布置，放电特性稳定且分散性小等优点；另一种是带串联间隙型，避雷器与导线通过空气间隙来连接，只有在雷电流作用时才承受工频电压的作用，具有可靠性高、运行寿命长等优点。一般常用的是带串联间隙型，由于其间隙的隔离作用，避雷器本体部分基本上不承担系统运行电压，不必考虑长期运行电压下的老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行造成隐患。

4.3加强线路的绝缘

在送变电线路中，有些地段采用的是大跨越高杆塔，此时，在杆塔上落雷的概率会增大。在高塔落雷过程中，塔顶的电位非常高，感应过电压的数值也很大，此时线路受到绕击的概率也会增大。此时，为了有效降低线路的跳闸率，可以在高杆塔上尽可能多的添加绝缘子串；同时，将跨越档导线和地线之间的距离设置得尽可能的大，以此来加强线路的绝缘性能。在35kV及以下的线路上，可以采用具有较高冲击闪络电压的绝缘子来防止雷击，如：瓷横担等。

4.4减小接地电阻

杆塔接地电阻增加的主要因素包括：（1）接地体发生腐蚀现象，特别是山区环境酸性土壤或是风化土壤情况下，较易产生化学反应腐蚀，连接点位置腐蚀情况最为严重。（2）山坡坡带位置，雨水冲刷作用导致水土流失对线路稳定性造成影响。（3）外力形式造成破坏，接地引下线或是接地体出现丢失情况或是遭到外力破坏。接地电阻同耐雷能力存在反比关系，参考土壤电阻率，最大程度减小接地电阻，成为提升耐雷能力的重要方式。具体措施包括：（1）对线路测试不符标准接地电阻做出全面仔细的再次检测，对土壤电阻率做出检测。（2）对检查不符标准的杆塔放射线进行开挖，进行合理铺设，对接地线进行合格连接。然后，对未设置接地引线的杆塔进行焊接，地接地电阻进行再次测试，对不符标准杆塔进行再次建设。（3）对设置接地电阻但不符标准杆塔，添加降阻模块采取优化升级处理。

4.5安装消雷器

消雷器是消除雷击影响的装置，又被称为避雷器，主要由放置在杆塔顶端的尖端电极电离装置和地电流收集装置构成。当送电线路正常运行时，避雷器处于“断路”状态，不会产生作用，当出现超出临界值的高电压后，避雷器就会启动，将高压冲击电流导向大地，限制电压增幅的程度，当高电压消失后，避雷器又再次恢复“断路”状态，使线路正常运行。该装置的原理是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用将杆塔上方出现的雷击降低到无危害的水平，达到防雷的目的。

4.6中性点非有效接地方式

在我国，35kV及以下的电网中，接地方式多为中性点不接地或经消弧线圈接地。采取这种接地方式的主要目的在于可以实现雷击造成的单相接地故障的自动消除，不会造成相间短路以及跳闸现象。但是，在两相或是三相落雷情况下，首先实现对地闪络的一相可以看成是避雷线，它大大增加了分流以及与其他线路的耦合作用，从而使得没有出现闪络的相电压降低，整体上提高线路的耐雷水平。

5 结语

在总结了送电线路防雷工作存在的问题和如何运用好常规防雷技术措施的基础上，认为雷电活动是小概率事件，随机性强，要做好送电线路的防雷工作，就必须抓住其关键点。综上所述，为防止和减少雷害故障，设计中要全面考虑高压送电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压送电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平。雷电活动是一个复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献

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