浅析输电线路防雷技术与维护措施

浅析输电线路防雷技术与维护措施

陈海涛

揭阳明利电力设计有限公司广东省522000

摘要：伴随着社会经济的不断发展，各行各业对于电力资源的需求越来越多，使得输电线路项目建设日益增多。输电线路长期暴露于自然环境中，十分容易遭遇雷击故障，进而导致电力线路无法正常工作。因此文章就输电线路防雷技术与维护措施展开分析。

关键词：输电线路；防雷技术；维护措施

输电线路的安全直接关系到整个电力网络的正常运行，许多电力线路都分布在空旷的地方，运行过程中很容易遭遇雷击故障，导致电力设备受到损伤，或者发生火灾等危险事件，不仅影响电力网络的正常供电，还可能会危及周围居民的生命财产安全，因此，线路的防雷工作一直以来都是电力企业关注度的焦点问题之一。

一、电力线路常见雷击损害形式

夏季是雷雨高发的季节，雷雨天气，大气层中的雷云会释放大量的电荷，雷电击中电力线路或者附近区域时，会为线路带来雷击损害。众所周知，雷电主要有直击雷、感应雷以及球形雷3种形式，电力线路在实际的运行过程中比较常见的是感应雷损害和直击雷损害2种，相对而言直击雷损害比较少。电力线路直接遭遇雷击损害，很容易出现电气设备短路、设备损伤等安全事故，进而影响周围电力网络的正常供配电工作。感应雷损害与直击雷有一定的关系，雷雨云放电或者静电感应的时候会发生电磁感应，电力线路或者电气设备附近区域被雷电击中后会导致周围区域的磁场发生比较剧烈的变化，导致电力线路感应电荷，产生感应电压，线路内部出现感应电流，一旦感应电压的大小超出电力设备耐压值，就可能会导致电力线路中相关的器件被击穿，导致电力线路发生断路、短路等故障。

二、输电线路防雷的综合防雷措施

（一）降低杆塔接地电阻

对雷电活动频繁、土壤电阻率较高的地区，应该安装避雷器，能够避免绝缘子出现闪络现象，并设置线路防雷用金属氧化物避雷器，能够避免雷直击导线，或者是雷击对塔顶、避雷线造成破坏，让绝缘子发生冲击闪络问题，有效解决线路雷击跳闸问题。对此要将资金最大限度利用起来，实现效益的增长，要按照运行经验，选择最恰当的线路防雷用避雷线安装位置。针对部分易击区选择双避雷线，这种方法也更为有效和经济，让避雷线保护角被缩短，加强对雷击跳闸事故的防范。避雷线要在每个基杆塔处接地，通过对接地电阻的减小，一般能够让线路耐雷水平得到提升，避免出现反击。接地电阻影响因素较多，其中最为关键的是土壤电阻率ρ，因此其值要为雷雨中最大值，其计算公式如下。

ρ=ρo×φ（1）

其中：ρo表示雷季中无雨水条件下土壤电阻率，φ表示土壤干燥程度的季节系数，其值通常为1.3。如果某地区土壤电阻率不高，则要选择杆塔自然接地电阻，而若是电阻率较高，降低接地电阻存在困难的情况下，要选择多根放射性接地体，并采取降阻济让接地电阻减小。如果是山区地带，为了有效地增加地线与土壤之间的接地面积，降低电阻率，一般情况下需要尽量延长辐射地线的长度或者在杆塔底部打深井加入降阻剂。降低输电线路杆塔的接地电阻是提高电力线路防雷效果最高效的方法，经济实用。

（二）架设耦合地线

对雷击活动频繁的地区，或者是容易出现雷击故障的塔杆与地段，或者是减小电阻存在一定难度的地段，需要将一条架空线设置在的导线之下，即耦合地线，让避雷线和导线之间的耦合得到加强。这样能够减小线路绝缘子链上过电压，让雷电流分流作用更好发挥出来，通过实验证明通过增加耦合线，能够让线路跳闸率减少约二分之一。这样避雷线与导线间的耦合系数才会得到提升，让雷击电流从杆塔两侧分流，降低杆塔绝缘子上所承受的电压，实现输电线路耐雷水平的提升。

（三）加强线路绝缘

输电线路在跨越大江或者是跳跃两座山丘等特殊地段中，需要设置特殊的高杆塔，其落雷几率很大，等值电感较大，塔顶电位和绕击率较高，从而极大提升了线路雷击跳闸率。要想减少雷击跳闸率，要将绝缘子片数安装在高杆塔上，提升大跨越档距地线，即让导线间距离变大，这样线路绝缘将得到加强。特高杆塔若是在40m以上，高度每提升10m，需要增加1～2片绝缘子，全塔超过100m杆塔，绝缘子数一般采取专门的方法进行计算，并确定为中性点经消弧线圈接地方法。而在雷电活动频繁、接地电阻降低难度大的地方，100kV电网要把中性点直接接地转变成经消弧线圈接地，如此大部分单相雷闪接地故障能够自动消除。对于二相、三相落雷来说，因为先对地闪络一相为一条避雷线，会让耦合作用变得更加明显，减小了没有闪络相的绝缘子链上的电压，让其拥有更强的耐雷水平。35kV电网中性一般为绝缘的，很多时候要利用消弧线圈接地，让防雷性能得到提升。

（四）差异化防雷

110kV～500kV交流架空同塔多回输电线路防雷采取回路间不平衡绝缘（差绝缘）措施，实施差异化防雷设计。

新建同塔线路，全线采用不平衡绝缘配置的优先顺序一般为：增加绝缘子片数→加装绝缘子并联间隙→加装线路避雷器。三种措施各有优缺点和适用性：增加绝缘子设计简单、稳定性好；并联间隙可保护绝缘子、但稳定性稍差；避雷器防雷效果最好、但成本较高存在运维问题。新建重要线路不平衡绝缘配置应采取增加绝缘子片数的措施，技术经济允许的可采用线路避雷器，不宜采取绝缘子并联间隙。新建的一般线路可按优先顺序、线路条件和具体防雷需求采取上述三种措施。

（五）装设自动重合闸

因为雷击闪络后绝缘性能一般情况下可以在跳闸后逐步恢复，通过对自动重合闸的安装，在减少线路雷击事故上效果比较明显。当前国内超过100kV的高压线路重合闸成功率为75%～95%，35kV以下线路一般在50%～80%之间，随意各级电压线路需要将自动重合闸装置设置好。

（六）线路交叉跨越部分防雷保护

线路交叉容易产生较弱空气间绝缘，雷击后让绝缘弱点出现闪络，两条交叉线路也将一起跳闸，这样会引起电力系统继电保护非选择性动作，增加系统事故几率。若非不一样压力等级架空线路相互交叉出现闪络，会为较低电压等级网络电气设备造成损坏。尤其是当高压线路为通信线路带来闪络现象以后，将引起人身事故，破坏性加强，需要对线路交叉点做好防雷保护措施。对此交叉要和杆塔保持较近的距离，交叉档两端上下方线路的基杆塔要设置人工接地，电阻值必须与规范要求相符。如果存在木质绝缘，要将管型避雷器和保护间隙设置好，交叉点和杆塔的距离要在40m以内，对最近杆塔做好保护措施。

三、电力网络输电线路维护检修措施

电力线路架设之前，施工单位必须要加强对线路敷设区域的地形、气候条件等的勘察，电力线路设计时要尽可能避开临江侧山坡、向阳坡以及经常遭遇雷击的地方。其次，对于已经架设完成、投入使用的电力线路要加强防雷研究，要对电力线路的运行情况进行统计分析，明确雷击多发的地点及时间段，如果区域内发生雷击事故的概率比较高时要重点维护。输电线路的维护要结合线路实际的运行情况，严格落实线路检修维护，对于雷击事故发生较多的区域要能够增加巡视的次数，定期清理线路周边的树枝等障碍物，做好输电装置绝缘性检测。

总之，输电线路的分布十分广泛，夏季雷雨多发，很容易发生雷击事故，影响整个电力线路运行的安全性、可靠性，电力企业在实际的工作过程中要能够采取合理的防雷措施，尽可能降低雷击故障出现的概率，同时日常运行之后要加强线路的检修维护管理工作，消除线路中潜在的安全风险，保证整个输电线路的正常运行，为电力用户提供更加优质的服务。

参考文献：

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[2]周玉龙，雷海洋.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].山东工业技术，2018（07）

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