高压输电线路综合防雷措施的研究与应用刘睿

高压输电线路综合防雷措施的研究与应用刘睿

刘睿

（云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明650011）

摘要：在整个电网中，高压输电线路是非常重要的一部分，它的运行是否安全将直接影响到电网是否能够正常工作。高压输电线路因为在室外，周围环境地形非常复杂，特别是在多雨季节，雷电交加的天气更容易破坏高压输电线路，从而引起雷电事故，导致电网无法正常工作。本文从高压输电线路存在的问题和安全隐患展开论述，并提出了高压输电线路的防雷措施，旨在降低雷电事故，保证高压输电线路安全、正常地运行。

关键词：防雷；高压输电线路；措施；研究

我们的日常生活、工作离不开电力，电力早已成为我们生活中不可或缺的一部分，电力的安全问题越来越受到人们的关注，而高压输电线路作为输送电力的最重要的设备，它的安全运行必然十分重要。高压输电线路位于野外，需要面对多变的季节、气候，以及人力不可为的自然灾害，加之附近地形地段非常复杂，更增加了高压输电线路的安全隐患，尤其是雷雨季节，一旦发生雷电事故，势必给人们的日常用电造成不便。这就需要在架设、运行高压输电线路的时候，根据所处路段的地形特点，采取有效的防雷措施，以此保证高压输电线路的安全运行，从而保障人们能够正常、安全用电。

1高压输电线路存在的安全隐患及其原因

雷电因素是造成高压输电线路故障的主要原因，所处的野外环境、地形地貌、气候等，决定了高压输电线路非常容易跳闸，导致电路无法正常运行。如今，社会各行各业对电力的需求越来越大，雷击事故又频繁发生，给人们的正常工作和生活带来诸多不便。若要解决高压输电线路的安全问题，就要不断研究高压输电线路的防雷措施，防患于未然，尽一切可能控制安全隐患，保证市民的用电安全。

输电杆塔在遭到雷击时会产生电压，然后形成放点通道，绝缘线路被击穿，这就是人们通常所说的高压输电线路雷击闪络。此情况下产生的电压又被称为大气过电压，大气过电压可分为两种：感应过电压和直击过电压。雷电冲击高压输电线路后所形成的放电通道，在这当中受到直击雷作用最大的是110KV的高压输电线路，而直击雷又分为两种类型：绕击和反击，无论是哪种直击雷，都会给高压输电线路带来严重的破坏。所以，我们需要分析直击雷的性质，根据直击雷的特点制定出有效的防雷措施，以此保证高压输电线路的安全运行。

1.1输电杆塔的接地安全

造成输电线路雷击闪络的主要原因是：雷云放电后形成过电压，经过线路杆塔搭建起一个放电通道，从而对线路绝缘造成破坏。放电泄流通道是雷击发生的前提，它可以让雷云中的异种电荷和大地感应电荷中的异种电荷发生作用，所以接地装置是否完好是决定雷击发生的主要因素，把杆塔接地电阻降低后，便能让高压输电线路起到防雷效果。

1.2绝缘配置不足的问题

高压输电线路之所以会存在很大的安全隐患，其中一个很重要的原因是高压输电线路的配置，在高压输电线路的装置中，绝缘配置最为重要，其作用是举足轻重的，它能够预防电流回流的发生。如果绝缘配置不合格，无法发挥出它该有的作用，那么很容易引起高压输电线路的跳闸，从而发生危险事故。如果绝缘配置发生脱落，或者是高压输电线路暴露在外，那么就更容易发生雷击事故，造成的后果也更加严重。无论是高压输电线路经年累月地暴露在外，还是绝缘配置的脱落，都会导致线路老化，在这种情况下，若是出现雷击事故，势必会给高压输电线路造成严重破坏。

1.3避雷线的不足之处

避雷线有它自身的局限性，这也是高压输电线路的不安全因素之一。在设计输电杆塔时，如果忽略了防雷保护角，最终无法达到实际的防雷标准，那么则更容易形成反击雷过电压，从而增加了线路闪络的次数，整个高压输电线路的安全运行势必会造成影响。

在高压输电线路的防雷措施中，安装避雷线是一个重要手段，它可以减少或者防止高压输电线路发生雷击显现，从而保证线路安全。但由于避雷线本身有其局限性，它又可能成为高压输电线路中的一个安全隐患。当雷击发生时，一方面避雷线可以隔绝雷电和高压输电线路，防止雷击事故。另一方面，避雷线无法保证全部的高压输电线路都能避开雷击，所以很多高压输电线路中尽管安装了避雷线，同样会不可避免地发生雷击事故。

2高压输电线路的防雷措施

工作人员在对高压输电线路采取防雷措施时，应遵守基本的防雷原则，包括防止雷击闪络、绕击反击、线路断电以及保护杆塔等。比如，在搭设避雷线路时，因为避雷线路的电压越高，防雷效果就越好，所以工作人员应适当考虑提高避雷线路的电压。严格遵守防雷基本原则，是提高防雷技术，做好防雷措施的基础和关键。

2.1杆塔防雷措施

降低接地电阻是最为有效和便捷的杆塔防雷措施，接地电阻降低后，可保证电流流顺利、安全地流向地面，设计输电杆塔的过程中，考虑到山区线路很容易发生绕击现象，要注意防雷保护角的设计，应用屏蔽角公式检查防雷保护角，保证保护角的正确性，以免保护角设计不合理而引起雷电绕击。

2.2绝缘装置防雷措施

高压输电线路发生的重大雷电事故，通常是由于绝缘装置遭到破坏。倘若绝缘装置损坏，那么高压输电线路就更容易遭到雷击，提高线路的跳闸率。若想保证绝缘装置能够发挥防雷作用，最重要的是先确定绝缘装置的质量是否达到相关标准，而且要定期检查绝缘装置，若发现有破损现象应及时维修或者更换，结合高压输电线路的具体情况，一定程度地提高绝缘装置的绝缘强度，从而提高其防雷水平。

2.3架设避雷线

在高压输电线路所有的防雷措施中，避雷线是最重要的手段，架设避雷线可以降低甚至避免雷击事故的发生，从根本上保证高压输电线路的安全运行。另外，在某些区域应架设避雷器，达到防止雷击的效果，由此避免高压输电线路的导线被雷电直接击中。在某些角落中安装避雷器，同样可以防止高压输电线路遭到雷电事故，与避雷线一样，避雷器也能发挥出其防雷效果。所以，在高压输电线路的综合防雷措施中，必须要结合所处地形地貌，在雷击相对集中的区域安装避雷器，减少雷击事故的发生，保证高压输电线路的安全性。

2.4提前放置负角保护针以及电棒

负角保护针也是避雷针的一种，主要安装在高压输电线路的边缘，起到降低临界击距的作用。而放置电棒的主要作用是可以缩短地线和导线之间的距离，增加耦合系数，输电杆塔对雷击的分流作用被降低后，可以一定程度地改善电压分布情况，提高绝缘子、导线对大地的电容。负角保护针和电棒的价格非常便宜，安装操作相对简单，提前放置在高压输电线路中，能够有效发挥防雷作用。

2.5装设可控避雷针

防止直击雷的非常多见的措施之一就是装设可控避雷针，可控避雷针不仅实用性强，而且防雷效果非常好，如今可控避雷针已经被广泛应用于高压输电线路中，可有效防止雷频杆塔直击雷事故。

2.6应用耦合地埋线手段

将耦合地线架设于导线之下，可以提高耦合作用和分流，使绝缘子串上的电压降低，高压输电线路的耐雷水平因此提高。耦合地线与地面相连，而且在导线下方，这就相当于杆塔高度和绕击率降低了。避雷线和耦合地线把导线屏蔽后，因地形的复杂让导线遭到侧击的几率减小，从而起到防雷效果。然而，在大气电场分布和雷击分流作用降低的影响下，耦合地线的终端杆塔处的防雷水平相对较弱，容易发生雷击事故，所以应该增加一片绝缘子，适当降低终端杆塔的接地电阻。耦合地线架设后，有可能会影响导线交叉跨越以及杆塔的强度，所以通常情况下，该措施仅适用于山区、丘陵等不易降低杆塔接地电阻的区域。

3防雷措施分析

性价比最高的防雷技术有两种：一是加强绝缘，二是不平衡绝缘。绝缘加强后，绝缘效果提高了，对绕击和反击的耐雷能力自然会提高，同时保护角减少、建弧率降低。和普通线路相比，高杆塔、大跨越路段的雷击过电压要高出很多，为避免跳闸，可以增加避雷线和导线之间的距离，也可以多放一些线路绝缘子串。

在高压、超高压线路中，一条杆塔上通常会有很多双回线路，因为杆塔很高，双汇线路导线的排列是相互垂直的，所以和相同电压和导线排列的线路相比，高杆塔线路的反击耐雷能力相对较低。从各个国家高压输电线路的运行情况来看，同一杆塔双回线路的绝缘子接连反击的状况时有发生，因此双回线路一起跳闸。双回线路架设在同一杆塔上，绝缘子串的数量也要有区别，主要是为了让雷击发生后绝缘子串数量少的回路先出现闪络，此时的导线就等于地线，对另外一条回路的耦合作用有所提高，其绝缘子串上的过电压一定程度地降低，耐雷能力提高了，因为仍可继续供电不会出现闪络。通常，两条回路的绝缘水平的相电压峰值保持在比较合适。

结束语

高压输电线路是输送电力的重要载体，也是电力系统中不可或缺的一部分。由于高压输电线路所处地区、环境、地形的影响，经常会面临雷击事故，所以研究并加强高压输电线路的防雷措施至关重要，选择合适的地面倾角和地理位置，根据高压输电线路的具体情况，对输电线路、杆塔、进线段、输电线路等各个部分采取相应的防雷措施，最大程度地减少雷击的发生，保证高压输电线路的安全运行，从而为国家电网长期、稳定的发展打下坚实基础。

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