架空输电线路防雷措施解析赵会

架空输电线路防雷措施解析赵会

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（1.国网辽宁省电力有限公司技能培训中心；2.国网抚顺供电公司输电运检室）

摘要：输电线路作为电力网络中的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响整个电网的安全稳定运行，因此做好输电线路的防雷工作是一项艰巨的任务。为此，需要线路运维管理部门高度重视对于输电线路的基础性防护。从最初的设计到施工建设，再到运行维护，每个环节都不能够松懈，防患未然。本论文所研究的对象地处于辽宁省西部地区，地理环境背山面海，丘陵起伏，非常复杂。针对这一特殊环境下线路的运行与维护工作重点在于如何通过技术改造的方式弥补区域防雷设计中的薄弱环节，进而保障系统稳定。

关键词：架空输电线路；防雷措施；耐雷水平

架空输电线路防雷设计的目的是保证电网稳定运行，降低雷击跳闸率，提升线路的防雷性能。在确定设计线路防雷保护措施方式时，应综合考虑系统的运行方式及线路电压等级，全面分析线路的重要程度，掌握线路途经地区雷电活动的特点以及周围地形地貌、土壤电阻率等自然条件，并参考当地原有线路的运行经验，进行全面性的比对，从而确定出最合理的保护措施。

一、合理化选择线路路径

通过对辽宁地区近几年来线路雷击数据统计分析，针对线路区域性分布特点，总结得出以下地段易遭受雷击：

1、周围环山的潮湿盆地。

2、雷暴走廊通道。

3、位于地壳脆弱地带表面区域，由于土壤电阻率变化无常，也极易落雷。

4、土质松软的山坡、被茂密植被覆盖的山顶易遭雷击。

5、地下水位较高的地段。

6、地下埋有导电性矿质的区域。

二、架设避雷线

避雷线做为输电线路的一个重要组成部分，防雷保护应用最广泛、最经济适用。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时它还具有分流作用、耦合作用以及屏蔽作用。

1、分流作用。雷击杆塔后，会有一部分雷电流经避雷线传入相邻杆塔，直接减小流经杆塔的雷电流大小，进而降低杆塔顶端电位。

2、耦合作用。雷击于避雷线和导线后，在电磁感应的作用下会产生一个耦合分量，由于耦合作用使导线电位升高，就使得导线与杆塔顶端的电位差减小，当小于绝缘子串的闪络电压时，线路不会再发生绝缘闪络。

3、屏蔽作用。可以降低导线上的感应过电压。

三、降低杆塔接地电阻

1、结合理论，研究方法

从常用计算电阻阻值的公式：R=ρε/C不难看出，降低接地电阻阻值的方法可以增大接地体电容C，实际施工时可以根据需要增加接地体的几何尺寸；减小大地电阻率ρ，实际当中很难改变地电阻率。

2、使用降阻剂

在接地极附近敷设降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸、降低与周围大地介质之间的接触电阻的作用。因此能在一定程度上降低接地极的接地电阻值。

3、采取伸长水平接地体

该方法适用于接地体周围有导电性良好的土壤地段。在实际工程应用中，伸长范围不易超过100m。

四、接地装置的处理

1、架空输电线路的耐雷水平与杆塔接地电阻成反比，接地电阻越大线路耐雷水平越低。对于电压等级较高的线路，降低杆塔接地电阻显得尤为重要。

2、装置埋深。规程上规定线路接地装置的埋深不少于0.6m。当需采用增大截面的接地引下线时，要求对其表面做好防腐处理。

3、还要保证架空地线、接地引下线、接地环网三者相互之间的良好连接。

五、采用负角保护

以往对于山区地段的防雷措施进行设计时，只是要求能够按照规定保证满足保护角范围即可，常常忽略山坡高度因素的影响，造成保护角比实际设计的要大，增加闪络次数，影响电网安全运行。实际施工前，校验杆塔保护角应使用有屏蔽角的公式进行计算，预留部分角度值应对保护角偏大情况。同时，避雷线对边线保护角应保证在20°～30°。实际施工中220kV双避雷线线路在20°左右；500kV及以上线路在15°左右。

六、加强线路绝缘或采用不平衡绝缘方式

以220kV线路为例，在通常情况下220kV线路悬垂绝缘子串单串绝缘子总数为13片，耐张绝缘子串单串绝缘子总数为14片，虽然可以满足规程设计中对于防雷的要求，但实际运行中为更好加强线路耐雷水平，每串绝缘子串可适当增加2片。通过实践证明，增加了2片绝缘子的新线路投入运行后，耐雷水平大大增强，极少发生雷击跳闸事故。

七、安装线路避雷器

避雷线虽然可以在一定程度上屏蔽感应过电压，但相比较避雷器的作用，避雷线无法限制过电压。而避雷器则可将雷电流完全泄放至大地，起到限制过电压的作用，能够很好的保障线路及设备绝缘安全。规程中规定电压等级66kV～220kV输电线路未全线架设避雷线，应在变电所的进线段架设避雷线。此外，发电厂和变电所的66kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器，连接电缆段的线路应架设避雷线。

八、装设自动重合闸装置

输电线路自身绝缘性能具有自动恢复的特点，多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后都能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击故障率具有良好的效果。在我国，根据数据统计显示220kV及以上的高压输电线路重合闸成功率可达75%～95%，66kV及以下的输电线路重合闸成功率约为50%～80%。依据《DL/T620-97电力设备过电压保护设计技术规程》中的要求：“各电压等级线路应尽量装设三相或单相自动重合闸”。因此，要求线路运维单位针对所管辖范围下的各电压等级的输电线路均应装设自动重合闸装置。加装线路自动重合闸作为线路防雷的一种有效措施，在线路正常运行中和保证供电可靠性上都发挥了积极的作用。

架空输电线路的防雷工作是系统安全防范基础性工作。线路的特殊性决定着日常防雷维护工作的重要性。如何设计出一系列行之有效的预防措施，对于电力系统可靠稳定运行有着非常重要的意义。引发线路雷击故障的因素有很多且有一定的复杂性，因此，线路防雷问题，要从实际情况着手，综合性预防。在采取有效防雷措施前，要充分了解线路通道附近地理环境、气象条件及线路运行等方面的情况，并核算线路的耐雷水平。只有不断加强输电线路防雷措施的研究，才能确保电力系统安全稳定运行。