高压输电线路的防雷技术

高压输电线路的防雷技术

李载清

神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司新疆昌吉831700

摘要：雷击也会对电气设备产生巨大的破坏。为了降低雷电袭击所给电气设备带来的危害，为此，需要从雷电袭击的产生途径出发来对雷击危害加深认识。对可能造成雷击的因素全面考虑。要大力研究防雷理论，通过对不同类型技术手段的研究与创新，促使我国系统设备的质量得到提升，确保高压输电线路能够实现正常运行，以此来让电力系统的发展得以又快又好。本文主要对高压输电线路的防雷技术进行了分析研究。

关键词：高压输电线路；防雷技术；具体应用

引言

目前我国在高压输电线路上防雷技术日益完善，但无论哪种防雷技术都能只能在一定程度上减轻雷电给输电线带来的危害，却无法彻底解决。针对防雷措施，需要充分了解目前所使用的防雷技术以及新型防雷技术，通过对这些技术的分析来选择适合的防雷技术，才能够避免高压输电线路遭受雷击导致的线路损害或跳闸情况，进而保证人民的生命财产安全。

1高压输电线路防雷的意义

当前，国内市场经济快速发展带动了人们生活水平的提高，人们在日常工作和生活中对电力系统都有了更高的要求，因此电网规模也在迅速扩充当中，相关运行设备以及输电线路架设数量也在快速的增加。因此，提升高压输电线路的相关安全性也是电力企业首要面对的问题。架空高压输电线路通常选择架设在空间辽阔的地方，为祖国各地进行通电，所以线路较长，往往出现错综复杂的状况。极容易出现雷击事故，或者高压输电路遭受雷击，导致线路自动跳闸，此时电力系统将无法正常使用，同时还要耗费较多人力和财力沿线进行检查维修；此外，雷电会随着线路侵袭电力设备，使部分设备受到伤害。正常情况下，输电线路的绝缘性是所有设备中最强的，其次是变电所，而发电机的绝缘性比较差，所以当受到雷击后，供电企业就会受到严重的损害，因此提高输电线路防雷技术水平不仅是为了保护线路安全，同时也是为了保护电力企业经济不受损害，从根本上保护线路、用户以及相关设备的使用安全。

2高压输电线路遭受雷击的原因及危害分析

2.1高压输电线路遭受雷击的原因

高压输电线路通常布置在野外自然环境较为恶劣的地方，且地形多变，因而容易受到天气条件的影响。具体而言，高压输电线路遭遇雷击事故的原因通常包括以下几个方面：（1）高压输电线路的避雷针存在问题。在规划设计高压输电线路的过程中，防雷问题就应当被重点考虑。由于地形与高压输电线路的走向等所限制，使得在设计的过程中，杆塔的保护角无法有效地满足高压输电线路防雷的需求，这时就需要避雷针来增加防雷的效果。然而避雷针自身存在着一定的局限性，在发生雷击事故时，可能无法有效地对高压输电线路起到很好的防雷效果。（2）高压输电线路的绝缘配置不足。在高压输电线路运行的过程中，良好的绝缘配置能够有效避免电流出现回流的现象，进而提升高压输电线路防雷的效果。一旦绝缘装置无法充分发挥作用，就容易导致安全事故的产生。例如，绝缘装置老化或者脱落等现象，通常绝缘装置脱落容易造成严重的安全事故。（3）高压输电线路的杆塔接地不良。高压输电线路中雷击事故的发生，通常是由于雷电击中了高压输电线路或者高压输电线路周围的空点，导致过电压现象的产生。据目前的研究表明，杆塔的接地装置与雷电过电压事故发生的概率有相当比例的关系。一旦杆塔接地的地阻阻值过高，就会影响到高压输电线路的防雷效果。

2.2高压输电线路遭受雷击后的影响及危害

高压输电线路在遭受雷击之后，极易出现短路现象，这样也就会对线路的正常运输造成影响，使得供电工作的开展难以正常进行。虽然雷电对于高压输电线路所发生的电击作用时间一般情况下都很短暂，但是在这一短暂的过程中便已影响到了输电线路的正常化送电，进而由于雷电作用后而产生的高电压对于供电的设备造成了不同程度的破坏，反映于人民的生活当中即为停电事故的出现，进而影响到人们的正常生活、工作情况。

3高压输电线路的防雷技术措施

3.1输电线路设计要选择安全方位

输电线路的设计原则就是为了保证线路的正常使用，在这一过程中，如何正确选择线路的方位以确保其稳定运行，是设计工作的重中之重。通过以上分析我们了解到，自然环境是产生雷击现象的一大诱因，决定着线路的安全性，所以选择线路方位时要从这方面进行考量，线路要尽量远离山谷或是斜坡，从而减少雷击频率。另一方面，还要避免在导电环境中铺设线路，比如有些地区地下水位过高，或是该地区山矿具有通电性质，它们的阻电能力都是比较弱的，所以说具体施工过程中要尽可能地避开这类环境，提高输电线路日后使用的安全性与稳定性。

3.2避雷装置的安装和使用

避雷装置的安装和使用在实际情况中是必要的，也是防雷措施中最为重要的部分。其能够对雷击产生一定的抵抗作用，有效降低甚至屏蔽雷击所造成的伤害。在实际情况中，其主要包括以下几方面内容：（1）搭设避雷线。避雷线的作用十分明显，其具有效率高、分流作用好且能够耦合等，在电网的建设过程中，其发挥着非常重要的作用。避雷线自身的优势较为明显，其能够有效降低杆塔的雷击电流，是杆塔的电位降低，并通过耦合功能降低绝缘子的电压，降低雷击的破坏。在实际情况中，通常200kV以上的高压电线是需要搭设避雷线的，在500kV以上的高压电线中，需要搭设两条避雷线才能够保证其真正起到屏蔽的功能。（2）安装负角保护针。该装置是安装在杆塔顶部以及导线上方的避雷针，该装置的作用是为了有效降低或屏蔽雷击临界击距。该保护装置的屏蔽作用是在杆塔导线的上方，是雷击需要通过的第一道防线，但是由于其屏蔽作用较为明显，使得雷电只能对地面放电。该装置通常用在山顶或是山坡的杆塔上，且多数采用长度为2.5m、2.8m的钢针，以达到良好的屏蔽效果。（3）可控放电避雷针。该装置主要针头、储能装置、金属支架以及接地装置等部分组成，在实际情况中，该装置通常安装在杆塔顶部底线支架的上方，且其个数以及相应的位置可以根据杆塔自身的特点、地形特点来进行具体的调整，保证能够满足一定保护范围内的要求。该装置的工作原理是通过储能装置以及动态环来控制避雷针针头处的电场，使其能够在雷击现象发生之前就产生较高的电场强度，快速脉冲放电，避免雷电绕击的现象发生。（4）雷电接闪器。该装置的避雷作用也是较为明显的，虽然其是以接闪器的状态来进行避雷，但实际上该装置是一个感抗装置，在雷击发生的时候能够快速消减杆塔中的过电压，有效保护线路。在实际情况中，该装置对雷电的消减幅度可以达到总电压的30%，甚至更多，同时，该装置能够对落雷的数据进行全面记录，为雷电对线路影响的研究提供更多的数据支持。

3.3保证线路杆塔的接地电阻与实际需要相匹配

线路杆塔具备的接地装置也是输电线路较为重要的组成之一，安装接地装置的主要目的是为了使得雷电的电流可以顺利导入到地下，实现电力设备的有效绝缘，保证不会因为雷击的问题导致线路出现跳闸的情况，还可以有效防止跨步电压对人员造成不必要的伤害，保证相关人员的生命与

财产安全。线路杆塔的接地工作最关键的是要明确杆塔所在地区土壤包含的电阻率，要充分发挥土壤电阻率比较低的区域的自然接地电阻的优势，如果杆塔所在的位置土壤的电阻率很高，不能使得线路杆塔的接地电阻值得到下降时，可以利用降阻剂和提高地网的辐射线以及扩大接地体等方式使得接地的电阻值能够符合相关的要求。另外，杆塔和地网的两点联结方式要改造成四点联结的方式，这样使得雷电流导入地下的通道变多，可以有效保证输电线路可以在雷电环境下有效运行。

3.4自动重合闸的正确安装

对于高空输电线路来说，自动重合闸的作用是显而易见的。结合实际情况来看，自动重合闸的装置类型主要有以下几种，分别是停用装置、综合装置、三相装置以及单相装置。自动重合闸的工作流程是这样的：当输电线路发生故障，断路设备在继电保护的作用下进行跳闸，然后立刻将断点再次连接，保证输电线路可以持续运行，对于电力系统的安全稳定有着至关重要的作用。基于自动重合闸的优势特征，其实用性非常可观，要求操作人员正确使用自动重合闸，并大力开发该项装置的潜在作用。现阶段有些工作人员通过不断地分析研究，使自动重合闸在具备原有功能的基础上提高了整体性能，特别是瞬时闭合与瞬时连接之间需要等待的时间越来越短，使得工作效率大幅提升，停电概率逐渐降低。此外，自动重合闸的性价比是非常可观的，有益于输电线路的防雷工作。

3.5防雷技术的创新化表现

输电线路的防雷处理需要对新型输电结构进行重视，国内外开始大力研究新型输电线路杆塔结构，它通过两根避雷线进行加装。这样就用7平行系统替代了过去5平行系统，这种结构可以更好的对雷电流进行分流，雷电过电压的强度得到了削弱，输电线路的防雷性能得到有效改善，有着较好的抗绕击效果。增加了百分之十到二十之间的杆塔高度，对于单回线路的综合投资，还是比较理想的。二是保护间隙：国内还没有得到普遍的应用，仅仅将其应用到220kV及以下电压等级并且防雷存在着难度的线路上。

结束语

输电线路的防雷接地措施对于电力的有效运输发挥着关键的作用，其也是一个比较系统的工作，想要确保输电线路的安全、稳定运行，就一定要有将线路的防雷接地措施落实到实处，改进传统的方法，并且还要加强对输电线路的检查与监控，实现输电线路的安全稳定运行，促进电力企业的经济效益的提升。

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