架空输电线路防雷技术研究

徐继亮

摘要：由于架空输电线路的线路长度较长，杆塔数量较多，途径的地形复杂，常常经过雷暴多发区段，所以对于架空输电线路的防雷措施进行研究，具有重要的意义。本人结合设计手册及设计规范对绝缘配合与防雷设计进行简要分析，因此，本文就架空输电线路防雷技术研究进行了分析，仅供参考。

关键词：架空输电线路;防雷技术;分析报告

随着社会经济的不断进步，电力系统的防雷结构也得到了有效的完善，电力系统的平稳运行能够为人们带来稳定的供电，因此电力系统的安全程度也成为了人们日益关心的重点之一，然而受其他因素影响，电力系统平稳运行仍然存在着许多挑战，除电力机械故障和电力系统故障外，许多其他因素也能够严重的影响电力系统的平稳运行，其中之一就是雷害因素，雷击能够影响电力系统正常的安全运行，为了应对雷害对电力设施的影响，世界各个国家都对保护电力系统投入了大量的人力物力进行研究，其中之一的研究方向就是从绝缘配合方面入手预防雷害，本文以架空输电线路绝缘配合与防雷设计为探讨内容，提出防雷建议，并对该观点加以分析。

一、故障的主要类型

一种为雷直击杆塔故障，由于架空输电线路的日常运行维护的需要，在长长的线路走廊中，经常会跨越低压线路、通讯线路、公路、江河、树木等，需要将杆塔建设的尽量高一些，这样有利于日常的运行稳定性和安全性。杆塔的高度比较高，又独立的耸立在荒野上，很容易遭受到雷击现象。当雷电击中杆塔，并且瞬间击穿绝缘子时，就会造成单相接地的线路跳闸故障。二种为雷直击导线故障，雷电绕过避雷线的屏蔽作用，击中导线，使得绝缘子发生闪络现象，引发线路跳闸故障，这种闪络故障也叫绕击闪络故障。三种为雷击线路周边故障，雷击过程中，击中架空输电线路周边区域时，可能造成架空输电线路形成瞬时间的感应过电压，过大的感应过电压产生极大的电荷量，击穿绝缘子，造成绝缘子闪络故障。

二、雷击跳闸影响因素分析

1.线路回数

根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，在所有检修的83条、5776.611km线路中，单回路线路共发生15次雷击跳闸，其中13次绕击，2次反击，雷击跳闸率每百公里0.525次;双回路线路共发生2次雷击跳闸，其中1次繞击，1次反击，雷击跳闸率百公里0.068次。由此数据可见，同塔情况下，无论是雷击跳闸次数还是雷击跳闸率，双回路线路都明显少于单回路线路，但是雷击的不确定性和不可预测性，依然使雷击跳闸率存在极大的不可控性。除此之外，在2017年中，共发生3次雷击同跳，重合闸成功率100%。

2.塔型

根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，在所有架空输电线中，220kV～1000kV线路共计83条，长度总计5776.611km，塔型以耐张杆塔、直线杆塔为主，其中耐张杆塔3168基，直线杆塔13083基，前者共发生雷击跳闸5次，后者12次，考虑到杆塔建设基数相差较大的实际情况，所以耐张杆塔与直线杆塔发生雷击跳闸次数不能进行单纯比较，由此得出的易受雷击跳闸结论存在一定的片面性。

3.安全技术措水平有限

一些配电线路装置还无法契合相关设计的有关条例标准，没有按照现实的规定装配针对性的防雷设备，一些10kV配电线路装置在接地设计过程中，务必要全方位考量防雷的安全手段，或者还没有按照区域性划分的特征来推行具有针对性的防雷对策建议。

4.择选普通型合成绝缘子所产生的问题

相关的工作人员在择选绝缘子类型的过程之中，通常都会由于合成绝缘子养护及核验强度不高，所以主网线路在多雷的范围会运用诸多普通型合成绝缘子。因为合成绝缘子的两侧都压环，导致出现部分的空气缝隙，让它的防御雷击的能力比相同类型装配高度的瓷绝缘子要低。按照有关的条例规定，可以知道，在雷击频频发生的空间范围，普通合成绝缘子不适用。

三、线路防雷的技术措施

1.搭设避雷线

搭设避雷线是输电线路之中，防御雷击万体的关键手段之一。通常来说，避雷线的首要效用就体现在避免雷直击到导线之中，而且还具备分散电流方面的效用，由此降低经由杆塔的雷电流，同时拉低塔顶的电位。相关的电力工作者有效地利用对导线的耦合效用，能够在很大程度上降低线路绝缘子的整体电压;由此产生对导线的屏蔽方面的效用还可以有效地减少流经导线过程中的过电压。一般而言，线路之中的电压越大，运用其避雷线所呈现的结果就越符合预期，同时避雷线所需要的投入成本不高，具有很强的经济性。根据有关的条例指明，220kV之上电压层级的输电线路务必要提供全线搭建避雷线处理，而在110kV的线路之中通常也需要提供全线搭设避雷线处理。不仅如此，致力于有效地提升避雷线对导线的抗干扰成效，降低绕击的比重，避雷线导线的保护角一定要尽可能地低，如在500kV或以上的超高压情况之下，相关的工作人员都需要搭设好一系列的双避雷线，保护角通常处在15?之下。在一些偏远的山地丘陵地区，还需要运用小的保护角。

2.减少杆塔接地的电阻

对于普通的杆塔，相关的工作人员去减少杆塔接地电阻，这就是为了有效地提升电力线路的耐雷水准，避免出现反击等问题，通常这也是比较常见的一种防雷手段。土壤电阻率比较低的区域，相关的工作人员需要全面地运用杆塔自然电阻，选取和线路彼此平行的地线手段，地线和导线的耦合效用能够在很大程度上减小绝缘子串之中的电压数值，让防控雷击问题的能力上升。一般来说，如果土壤的电阻率相对很高，该地域就可以运用部分的降阻剂，在运用完降阻剂之后，此时的接地电阻会伴不断地减少，同时因为其pH值通常浮动在7.7～8.6区间，部分展现出了中性略偏碱的属性，由此就会对接地体产生一定的钝化维护效用，所以通常状况下不会产生侵蚀方面的问题。值得注意的是，对于部分正处在地势高低起伏，即地面不平坦的区域，其接地电阻通常都来自高等级线路的杆塔。相关的工作人员都在逐步地运用一项较为先进化的接地模块，其高效地提升了接地体的整体空间，由此就能很好地优化了接地电的最终成效。

3.合理规划输电线路的录井

通过合理对输电线路的路径进行规划，可以有效防止雷击现象的发生。因此，在实际进行高压输电线路建设之前，应该做好实地考察工作，根据外界环节因素，如对当地的地理、气候、生活条件等进行综合考虑，然后形成一个最优方案，降低雷击发生的可能性。虽然当前对雷击现象的研究还处于进行阶段，还无法完全摸清雷击的发生规律，但凭借工作人员多年的经验，还是可以判断出哪些地方发生雷击的可能性会高一些。在进行线路设计的过程中，可以避免在这些位置架设高压线路，降低线路遭受雷击的可能性。例如上风向的风口地带、茂密的森林、大型水库等都是雷击现象频繁发生的地方，在架设高压线路的过程中，应该尽量避开这些区域，最大程度避免雷击现象的发生，还应该尽量避开重冰区和微气象区。

结束语

造成架空输电线路受到雷击而诱发跳闸问题的诱因极其地丰富，同时也具备不小的繁杂程度，输电线路防雷手段的设置即使得线路防雷效果的最大化，最终减少线路出现雷击跳闸的整体笔者。因此，在实际的线路杆塔设计、运行、改造过程中，应该根据实际情况，具体问题具体分析，探求和实施一个最优的防雷方案。同时在架空输电线路运维过程中，充分利用雷电定位系统等新技术、新方法，进行雷击故障点的辅助查找，将可以起到事半功倍的效果。

参考文献

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