试论输配电线路防雷方法及其实践

雷俊杰

摘 要：输配电线路是电力系统的主要组成部分，其安全运行在电网中起着非常重要的作用。据统计，在我国输配电线路跳闸事故中，雷击造成的事故占40%-70%。雷击事故不仅影响电网的正常供电，而且增加了线路维护的工作量。此外，雷电波将侵入沿线的变电站或发电厂。如果变电站和电厂的绝缘保护不完善，往往会对发电和变电设备造成损害，导致更广泛的停电。因此，输配电线路的防雷意义重大。确保电网乃至整个电力系统的安全运行是一项重要任务。为确保电网的安全供电，除了对电网設备的管理外，还需要采用可靠的电网的防雷措施。

关键词：输配电；线路；防雷；实践

1、由雷击引起跳闸的主要因素

一般来说，由于绝缘水平低，输配电线路上由于雷击而造成的闪络现象是无法避免的。雷击引起的跳闸现象必须具备两个条件：一是形成单相接地短路，即由于上下文形成的稳定工频电弧引起的线路跳闸；第二个是线路的绝缘水平低于雷击的电压。导致电线绝缘闪络的现象，但是其持续时间非常短，只有几十微秒但不足以形成跳闸现象。导致第一种情况出现的主要条件是：

1.1线路杆塔的接地电阻值

当雷电击中避雷器时，正常情况下在空气间隙中不会发生闪络。当雷电流传播到塔架两侧时，由于强电晕而传播到塔架时振幅已经大大降低，如果是接地电阻不高，杆塔的电位升高不足以导致绝缘子串闪络。当雷击塔引起反击过电压时，绝缘子串是否发生闪络，与杆塔冲击接地电阻值有直接关系，接地电阻越高，塔顶电位越高，并且绝缘子串上的电位差越大，绝缘子串可能会产生。闪络甚至可能同时引起多串绝缘子串闪络，导致相间短路和跳闸。

1.2消弧线圈的整定情况

如果消弧线圈的设置不准确，传输线的雷击很容易导致导体短路，此时消弧线圈的补偿是不够的。如果输配电线路为单相接地，则短路电流为电容电流，当消弧线圈补偿过大，单相接地短路电流感应电流。如果当单相接地短路电流大于10A时，单相接地将发生在形式的电弧形成稳态短路电流将不出去，但也不会形成稳定的短路电流，此时弧长的时间消耗较大，然后最后导致系统产生电弧过压引发跳闸。

1.3其它情况

如引下线、接地线、线路上管型避雷器、进线段、线路走廊等也与雷电过电压的保护有关。

2、电压的种类

2.1感应雷过电压

据调查研究表明，往往在雷云中含有很多的负电荷，这些负电荷聚集在了输电线时会产生剧烈的静电感应，在导线的末端会出现大量的正电荷，这样若雷云在此输配电线的聚集处放电，就会使其短时间内释放大量的电荷，这样，这些电荷就会向线路的两侧以波的形式移动，这样就会产生感应过电压，在此时雷击电流会产生迅速的变化， 产生非常强大的磁场在导线上感应出很大的电压， 给输配电线路带来很大的破坏。

2.2直击雷过电压

对目前的电力故障的统计， 直击雷过电压是线路跳闸、瓷瓶闪络、绝缘击穿的主要的产生因素，这些都是由于直击雷过电压的产生而引起的。

3、输配电线路防雷措施

对于线路防雷工作，采取各种有效措施，为线路设置一道道有力的屏障，防止雷电波的侵入，提高线路的耐雷水平，避免或减少线路绝缘发生闪络，从根本上降低雷击跳闸率。结合公司线路运行实际状况，提出以下防雷措施。

3.1开展雷电参数的分析工作

结合输电智能巡检系统科技项目的实施，对输配电线路杆塔均实现GPS卫星定位，并将数据输入雷电定位系统中去。今后凡是地区内出现雷电日时，都可及时查询输配电线路附近雷电活动情况，进行雷电活动参数的分析，以确定线路可能遭受雷击的几率，划分出输配电线路遭受雷害的等级，并采取相应的防雷措施。

3.2降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、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。接地电阻越小，雷击时杆（塔）顶电位就越低，对线路造成的过电压也就越小，从而使线路的耐雷水平得到提高。

3.3提高线路耐雷水平，加强线路绝缘

绝缘子的性能将直接影响线路的绝缘水平。线路运行单位应加强对绝缘子全过程的管理，加大对绝缘子的检查力度，严格控制质量检测，防止劣质绝缘子运行。对于已接入网络的绝缘子，应按照《架空输电线路操作指南》定期对高值绝缘子进行测试。应及时更换不合格的绝缘子，并对绝缘子的老化率进行统计分析。确保线路绝缘始终满足工作要求。此外，对于某些特殊路段和部分雷击频繁的地区，可采取一些有针对性的措施，加强线路的绝缘配合，提高线路的抗雷击能力。

以110KV线路为例，通常情况下110 kV线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子为7片，单串耐张绝缘子串的绝缘子为8片，基本能满足防雷要求。但为了进一步增强线路的耐雷水平，提高绝缘子串承受的50%冲击放电电压值，每串绝缘子串可适当增加1片。实践证明，一些增加了1片绝缘子的新线路投入运行后，耐雷水平大大增强，很少发生雷击跳闸事故。

合成绝缘子由于其重量轻、强度高、免维护和防污性能等特点而受到一些线路运行单元的青睐，并广泛应用于生产线的不同部分。然而，运行经验表明，复合绝缘子在多雷达地区的使用容易造成雷击事故。原因是复合绝缘子具有上述优点，但其缺点也很明显。例如，常规尺寸的复合绝缘子防雷性能较差，110 kV线路复合绝缘子雷电冲击耐受电压仅为500 kV，同一电压等级线路瓷绝缘子的全电压浪涌耐受电压为高达600千伏，比复合绝缘子高20%。

3.4装设避雷线

避雷线，也称为架空地线，主要屏蔽导线，用于分流雷电流，避免直接雷击导线。避雷针放置在导体的顶部，通常沿整条线竖立。保护范围是带状的，最适合保护导体。因此，避雷线常常被用作防雷的主要保护措施。一般情况下，应在整条线路上设置一条110千伏线路，并设置一条防雷线。在频繁发生闪电活动的地区，应设置双重防雷线。一般情况下，35千伏线路不在整条线路上设置防雷线路，但应在变电所进出线1～2 km架设避雷线。通过将架设避雷线和降低杆塔接地电阻，将这两种方法有机地结合起来，能最大程度地泄导直击杆（塔）顶的雷电流，避免线路发生闪络。

3.5加装避雷针

对于一些雷暴频繁的区域，避雷针可以安装在电杆的顶部。避雷针不能避雷，只能引雷。当雷云放电时，避雷针的针尖会成为感应电荷的焦点。雷电流会使避雷针沿放电路径放电，并迅速将其放电至地，以防止线路发生闪络。为防止雷击，通常在频繁的雷击保护活动中安装负角度保护针。保护针是斜度为30°、长度约为2.4米的屏蔽针。它安装在线路两侧，可以有效防止雷电缠绕。它与配线上方的避雷针（避雷针）配合使用。切断直击雷和雷击的效果显着，起到很好的屏蔽作用。另外，消雷器也是一种新型的防雷保护措施，则是以疏导为主，从而达到防雷的目的。

4、结语

由于雷电现象复杂且分散，随机性强，其危害性不能完全消除和避免。因此，要抓住重点，依靠专业人员的不懈努力和探索，采取各种防雷措施和措施，并考虑输配电线路经过的地区的雷电的活动强度、频率、地形、地貌等多方面因素，使雷电危害最小化，确保输配电线路的安全运行。

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