输电线路的综合防雷措施

输电线路的综合防雷措施

郭小雷刘纪涛

国网山东省电力公司费县供电公司山东省临沂市273400

摘要：送电线路采取的防雷措施主要包括位于杆塔顶端位置设置架空地线，运行维护内容为对杆塔接地电阻的创新完善与安全检测。鉴于其防雷措施存在的局限性与单一性，无法有效满足防雷的严格标注要求。而提高线路绝缘能力与架设耦合地线的防雷措施，由于特殊情况约束无法获得正常施行，一般选取增加绝缘子数量或是替换成爬距相对较大的合成绝缘子提升线路绝缘性能，对避免雷击塔顶产生反击过电压情况具有十分良好的效果。不过对于避免绕击侧情况发挥的作用明显不足，且增加绝缘子数量的情况下，会受到杆塔顶端位置绝缘间隙与导线对地安全距离的约束影响。

关键词：输电线路；综合防雷；措施

1主要存在问题

1.1设计不合理

设计不合理主要体现在杆塔线路接地网设计不合理，在很多偏远的地方仍然使用20世纪八九十年代的输电线路。由于当时设计的标准偏低，使用的接地钢材多为扁钢，不耐腐蚀，长时间运行后阻力会变大，接地不符合防雷要求。因此，在当前的使用功率电流下，防雷能力的偏向较弱。随着人们生活水平的提高，对电器的功率需求越来越大，此类电路在长时间、大功率情况下运行易受到损害。设计不合理主要是由于线路陈旧引起的。

1.2接地腐蚀

在社会发展过程中，由于能源材料的不断消耗和工业发展爆棚，局部地区产生酸雨等较强的腐蚀性液体。这对常年深埋于地下的线路十分不利，极易出现接地网腐蚀，造成电阻增大。使得碳钢变脆、分层、松散，甚至破碎。对于气候恶劣或者受到大气污染严重的地区，接地腐蚀更显严重。而对于靠海地区，由于海水或者海风中带来NaCl成分，在长期使用过程中，钢材会受到不同程度的腐蚀，其钢材的电阻也会增大，进而造成接地不良。

1.3施工不达标

在避雷工程中，接地电路是深埋于地下的隐藏工程，因此使用质量不易保证，达不到工程要求也是常有的事情。高压线路全线施工线路长，涉及土壤各有不同，地质环境有很大的差异。所以，在施工过程中时，如果整条电路都采用同一种标准，易造成线路搭建过程中出现不合理的情况。另外，当监督施工督促不到位时，会使埋于地下的防雷接地线路不够，甚至部分裸露在土壤外。施工采购中，存在以次充好的情况，使得次品流入电路网络建设中，可能平时不会出现严重的问题。但是，当受到雷击或者较大浪涌电流时，由于电阻大等其他原因，会使某个局域区域的电路输电线瘫痪，从而影响整条输电电路的正常运转。

2输电线路综合防雷的具体措施

2.1线路走廊的选择

线路走廊的选择是从路线上避开雷电频发的地区，需做好前期调研工作。根据当地的气候和自然环境，选择雷电较少的地区，还需结合相应的知识避开雷电频发的场所。例如，水库、山顶及半山区，不是靠近水，就是地势较高，容易引雷。向阳坡下雨频繁，容易引雷。靠近河流湖泊的高坡或者杆塔接地电阻高的地区，容易引雷。横跨水库、河流、湖泊及地势较高的平原地区等，四周较空旷，输电线路架设较高，且靠近水域，容易引雷。

2.2架设避雷线

经调查研究发现，在平原地区架设避雷线效果显著。避雷线和避雷针的原理是相同的，都是把雷电通过导线引入地下的避雷网，以减少其对输电线路的危害。避雷线在雷电高发的山地、丘陵地区避雷效果不佳。山地不仅是多雷区也是易绕击区。多山地区易出现绕击失效和侧击失效的现象。为减少绕击，需减少保护角。对于已建成的输电铁塔，已无法改变其保护角。对于正在建设或者准备建设的输电铁塔，可合理设计保护角，一般不宜超过20°，最大不能超过30°。架设耦合地线防雷效果显著。耦合地线可有效降低输电线路的反击跳闸率。对于超高电压输电线路，需降低杆塔的接地电阻，以加强避雷效果，但是实际操作中较难实现。通过增强避雷线和导线的耦合作用，可降低绝缘子串的过电压，也可降低输电线路反击跳闸率，提高输电线路的防雷、耐雷水平。

2.3降低杆塔的接地电阻

降低杆塔的接地电阻是有效的防雷措施。接地电阻过大会增加雷电反击跳闸率，是输电线路遭受雷电危害的关键原因。降低杆塔接地电阻的方法是放射法埋设钢筋。但是该方法只适用于电阻率低、土壤条件好及石头较少的平原地区。对于石头较多、土壤较少及电阻率高的山地地区，可添加降阻剂来降低杆塔的接地电阻。降阻剂的组成成分有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂及导电水泥等。降阻剂是良好的导电体，可作用于接地体和土壤之间。一方面，降阻剂可与金属接地体紧密接触，形成较大的电流流通平面；另一反面，降阻剂可针对性地降低地区杆塔的接地电阻，降低雷电反击跳闸率，提高输电线路的耐雷水平。

2.4氧化锌避雷器

氧化锌避雷器也叫线路型避雷器，是最有效的一种防雷措施，可从根本上杜绝输电线路跳闸。氧化锌避雷器的原理是当雷击杆塔或绕击导线在绝缘子串两端产生的过电压超过避雷器的放电电压时，避雷器首先动作，释放雷电流，然后在工频电压下呈现高阻，工频续流截断，从而保护绝缘子串免于闪络，开关并不跳闸。氧化锌避雷器多安装于雷电电击事故频发地区。但是氧化锌避雷器的安装建设成本较高，不适合大面积、大范围地安装建设。

2.5线路型避雷器安装原则

（1）多安装于山区一般山区都是雷电高发区，并且多有雷电绕击导线发生输电线路跳闸事故。由于一般山区杆塔的接地电阻较高，使用降阻剂和架设避雷线效果都不明显，需安装线路型避雷器。（2）考虑杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距对于一些杆塔接地电阻较高的地区，应尽量改造杆塔档距，以降低接地电阻。如果因为环境因素和其他因素无法进行改造，且雷电电击事故频发，可考虑安装线路型避雷器。（3）考虑交通条件安装线路型避雷器时，需充分考虑避雷器安装地区的交通条件，尽可能降低工程建设成本。

2.6加强维护，提高输电线路的绝缘水平

输电线路架设完成后，需对输电线路加强维护，特别是对绝缘子的维护，包括定期检测和更换老化、失去绝缘能力的绝缘子。绝缘子一直处于交变电场中，随着时间的推移会慢慢失去绝缘性，进而使绝缘子的分布电压降低甚至变为零。绝缘子的绝缘性降低，输电线路的绝缘性也会随之降低，容易出现闪络事故。为提高输电线路的耐雷能力，需专门人员定期检查和更换绝缘子。

2.7重视检测工作

借助雷电定位系统，当送电线路遭遇雷击情况时，可以及时准确的发现故障产生地点，使工作人员可以更快地处理故障问题，进行抢修维护，与此同时，缓解工作强度，避免时间浪费情况的出现，及时恢复供电，使送电线路稳定可靠运行得到保障。与此同时，对雷电呈现的规律以及事故特点等问题做出了解掌握，可以为后续分析研究提供可靠的数据保障，为送电线路制定可靠有效的防雷措施奠定良好基础。

3结论

雷电是一种自然现象不能阻止，只能通过人为方法减少雷电对输电线路的影响。常规方法不能高效全面地提高输电线路的抗雷率，只能局部降低雷电反击跳闸率。氧化锌避雷器可从根本上消除雷电反击跳闸率，防止雷电击中输电线路和输电高塔。架设避雷线、减少保护角及降低杆塔接地电阻都可有效提高输电线路的耐雷水平。添加降阻剂可降低地区的电阻率，但是对于一些高电阻率的地区效果并不显著。安装线路型避雷器可显著提高输电线路的耐雷能力，但安装成本过高，不适合大面积铺设。

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