高压输电线路防雷技术分析

【摘要】在经济高速发展的今天，雷击输电线路引起的跳闸、停电事故次数也日益增多，严重威胁着人们的生产、生活安全，所以对输电线路安全性的要求越来越高。高压输电线路的正常运行对电力系统供电的安全性、稳定性和可靠性具有十分重要的影响。电能作为一种清洁便利的二次能源，其重要程度可想而知。因为高压输电线路大部分位于雷电活动十分频繁的山区，所以每年由于雷击造成的高压输电线路故障不计其数，所以尽快提高输电线路防雷水平是电力行业面临的最重要的决定。

【关键词】高压；输电线路；防雷措施

中图分类号：F407 文献标识码： A

引言

高压输电线路在我国的分布较为广泛，它作为电力系统的主动脉，其运行的安全理应受到重点关注。一般情况下，架空输电线路是位于空旷的野外，沿线较长并且呈现纵横交错的特点，所以，线路极易遭受雷击。当雷击线路后，线路会出现跳闸保护，给电力系统的正常供电造成影响，电力工作者也需要花费大量的人力和物力开展检修工作；另外，雷电流也有可能侵袭电气设备，造成设备的损坏。一般来讲，输电线路的绝缘性能是最强的，变电所紧居其后，绝缘性能最差的是发电机，一旦这些环节遭受雷击，供电企业将会遭受巨大的经济损失。实施线路的防雷不仅能够保护线路，同时也能够有效将电力企业的损失降到最低，保证人身、电网和设备的安全。因此，做好输电线路的防雷工作具有重要意义。

一、高压输电线路遭遇雷击的原因及危害

.1高压输电线路遭遇雷击的原因

高压输电线路遭遇雷击的主要原因是大气层中的雷云在雷雨天气时会释放出大量的电荷，这样就会使得强大的电压经过线路杆塔形成一个放电的通道，这样就会使得高压输电线路被击穿。这种雷击现象主要是由大地形成的感应电荷通道建立起来的一种放电形式的通道，而且这种通道还会和雷云释放的电荷进行中和，这样就形成了雷击。由此可知，雷击的大小程度和接地装置有着密切的关系。因此，如果要进行防雷的措施，首先应该对雷击的主要形式进行全面的分析，并且要对高压输电线路出现的问题原因进行深入的分析，然后在对其进行具有针对性的防治措施，这样才能够使得高压输电线路的防雷措施达到理想的效果。如果雷击主要是反雷击的形式，那么其程度就和绝缘度以及杠杆接地有着紧密的联系，这种形式的雷击主要是过电压通过雷击杠杆和避雷线形成的。通常情况下，反雷击发生过程中，具有不固定的闪络现象，而且其绝缘程度也相对较弱。为了能够有效的提高绝缘度的强度以及稳定闪络，就要适当的对杆塔接地的电阻进行降低，这样就能够提升其防雷的程度。

2高压输电线路遭遇雷击的危害

从我国的高压输电线路的运行情况来看，出现最多的情况就是跳闸的现象。而其中由于雷电造成的跳闸就占据了一半以上。不同地区的情况不同，对于土壤的电阻率相对较高、地形相对复杂的地区由雷电造成的跳闸现象更加普遍。由此可以看出，雷电现象是威胁高压输电线路安全稳定运行的主要因素。

二、防雷技术分析

面对不可避免的雷电现象，电力企业只能采取必要的防雷措施，尽可能的减小雷电造成的危害。一般来说，在防雷设计时应该遵循一定的原则，同时也应该与具体的线路和运行经验相结合。

1正确选择线路走向

大自然是变化无常的，但是也并非全无规律可循，与工作经验相结合，分析各地区的地形和地势对于防雷也是十分有帮助的，可以据此找出一些容易遭受雷击的地段，将其称作为“易击区”，这些地方大多分布在山区的风口，河谷以及峡谷的顺风处；同时，在水库和森林等地方也极易遭受雷击；除此之外，有些地方的土壤点阻力容易发生突变，也易遭受雷击。因此，在进行输电线路的选择上，应该尽量避开这些地带；如果实在无法避让，则应该加强防雷保护。

2安装避雷器和避雷线.安装避雷针

在输变电线路上加装避雷器和避雷线后，在雷击情况下，产生的雷电流一部分经过避雷线进入到相邻的杆塔，一部分经过杆塔流入地下；当雷电流超过某一定值，将会实现分流作用，此时，雷电流经过避雷器流入导线并传播到邻近的杆塔。避雷器的分流能力要比避雷线的分流能力大得多，同时，由于分流的耦合作用会提高导线的电位，保证绝缘子不会出现闪络现象，线路的避雷器还能起到钳电位作用。通常情况下，线路避雷器安装在线路易遭受雷击的区域，在具体选择避雷器安装地点的过程中，还应该与实际线路雷击跳闸情况、运行经验以及线路所经的地形相结合。

输电线路的防雷中，安装避雷针也是一种十分常见的防雷措施。对其在实际应用中存在的问题进行分析，包括：首先是避雷针的存在会增大线路遭受雷击的概率；其次是避雷针的保护范围很小。对此，国内外很多防雷研究者投入了大量精力来研究避雷针的保护距离，最终得出的结论是：垂直避雷针的保护范围无法得到确切的数值。从避雷针遭受侧击雷和绕击雷的事故实例来看，都无法得到其肯定的保护范围。避雷针具有引雷作用，这无疑会提高雷击次数，一旦将雷电引到避雷针上，强大的雷电流会经过避雷针流向大地，在此过程中会形成磁场，从而产生截应过电压，该过电压正比于雷电流和雷电流的变化速度，反比于雷击距离。避雷针所保护的线路的自然屏蔽装置无法起到对电磁感应和电磁干扰的屏蔽作用，一些弱电设备也会因为遭受感应雷击而受到破坏。

3加强线路的绝缘

在输电线路中，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，可以在高杆塔上增加绝缘子片数或有效绝缘长度；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。对同塔架设多回输电线路，也可以采用差异化绝缘，避免多回线路同时跳闸造成大面积停电。

4使用耦合地埋线防雷

在高压架空输电线路的防雷工作中，耦合地埋线的作用主要有两个，第一是将接地电阻尽可能降低，在《电力工程高压送电线路设计手册》中提到，沿着输电线路在地中预埋2根左右的接地线称为连续伸长接地线，同时它能够和下一个基塔的接地装置连接在一起，从而能够使土壤电阻率较高的地区的接地电阻得到明显的降低；第二是它能够在一定程度上担负架空地线的角色，不仅能够起到分流作用，还能够发挥耦合作用。根据以往的调查分析，使用耦合地埋线之后，雷击跳闸事故的发生率能够减少40%左右。

5 预放电棒和负角保护针

通过预放电棒可以让导线与地线之间的距离减少，达到增加耦合系数，减少杆塔分流，改善电压分布的目的；而预放负角保护针，即是安装在输电线路导线外侧的另一种形式的避雷针，负角保护针存在的意义在于降低临界击距。一般情况下，电棒和负角保护针是同时装置的，采用这一方法虽然效果没有其他方法明显，但由于其装配维护比较简单，造价也不是很高，因此在很多地方得到了普遍应用。

6 接地降阻剂的运用

根据有关资料显示，在使用接地降阻剂之后，随着时间的变化电阻缓慢下降，同时由于部分降阻剂属于略偏碱性，会对接地体进行钝化保护。但是在使用较长时间之后，接地降阻剂的腐蚀作用就明显了，因此运用降阻剂之前必须考虑到其长期作用。

结束语

总体上来说，上文所述的任何一种防雷措施都不能从根本上将输电线路的雷击问题彻底解决。作为一种大自然现象，雷电虽然可预测，但是目前为止还不能够为人类所控制，也不可能存在能够绝对防雷的设施，要科学有效的解决高压架空输电线路的防雷击问题，只有从当地实际情况出发，制定有针对性的防雷措施防雷中，不仅要考虑到线路所经地区的雷电活动程度，当地土壤的电阻率，还应不断积累防雷经验，将雷害造成的损失降到最低。