35kV输电线路防雷保护技术分析

35kV输电线路防雷保护技术分析

郭晋平

（阳泉供电公司山西阳泉045000）

摘要：近年来,气候的异常变化,使电网遭受雷害的事故频繁发生,对电网的安全稳定运行带来了巨大威胁。架空输电线路地处旷野,运行环境复杂,很容易遭受雷击。雷击是造成线路跳闸的主要原因。同时,雷击线路形成的雷电过电压波,沿线路传播侵入变电所,也是危害变电所设备安全运行的重要因素。本文分析了当前我国输电线路的防雷状况,对其存在问题提出相应的改进对策,以保障我国输电线路的供电安全、可靠运行。

关键词：输电线路；防雷保护；技术

随着我国经济的快速发展，输电线路里程不断增加，使线路走廊日益紧缺，运行环境恶劣。调查研究发现，近年来，雷电灾害经常发生在35kV架空线路中，对电网系统的正常、稳定运行造成了严重的影响。如果不针对性采取防护措施，很容易引发大范围停电及次生灾害的发生。因此，要结合具体情况，采取一系列的防雷保护措施。

一、雷电过电压种类及产生的危害

根据过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。

1.1感应过电压

在雷云对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来，这就是感应过电压。感应过电压包含睁电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。

由于感应过电压对各相导线来说基本相同，所以不会发生相间闪络。又由于感应过电压是因电磁感应而产生的，其极性与雷云电荷，即与雷电流的极性正相反.因而绝大部分感应过电压是正极性的，这一点与直击雷过电压不同。另外，感应过电压的波形较直击雷过电压更平缓，波头由几微秒至几十微秒，波尾则可达数百微秒。由于避雷线对导线有屏蔽作用，因而能降低导线外的感应过电压幅值。避雷线与导线间的耦合系数越大，导线上的感应过电压就越低。

1.2雷击导线过电压

无避雷线的线路，当雷闪放电靠近线路时，发生的不再是雷击地面的感应过电压，而是雷电直击导线的过电压。由于雷击会使输电线路发生高热效应，同时，还会形成较大的雷电流，这样，在较短的时间内就会产生大量的热能。如果雷击处的温度较高，就会熔化输电线路的金属构件，严重时，还会发生火灾和爆炸。电流导致的高压效应会产生较大的冲击电压，高达数十万伏。

1.3雷击塔顶过电压

雷击塔顶(包括雷击塔顶附近的避雷线)时，杆塔电感与接地电阻的存在将使塔顶电位瞬时升高，其电位绝对值甚至大大超过导线电位，引起绝缘子串闪络，即反击，造成线路跳闸，同时在线路上形成向线路两侧传播的过电压波，过电压波侵入发电厂、变电站。

二、输电线路防雷保护

2.1装设自动重合闸。由于雷击造成的闪络多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸成功率较高。重合闸装置作为线路防雷的一项重要补救措施，可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。

2.2采用消弧线圈接地方式。对于雷电活动强烈，接地电阻又难以降低的地区，可采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式，绝大多数的单相闪络着雷接地故障能被消弧线圈所消除。而在两相或三相着雷时，雷击引起第一相导线闪络并不会造成跳闸，闪络后的导线相当于地线，增加了耦合作用，使未闪络相绝缘子串上的电压下降，从而提高了耐雷水平。

2.3加装氧化锌避雷器。这种方法造价高，效果最好，可以防止各种过电压，但避雷器本身需要定期检查试验轮换。

2.4采用不平衡绝缘方式。在同杆架设的双回线路中，当采用常规的防雷措施不能满足要求时，还可以采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率。雷击时，绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平，使之不发生闪络以保证继续供电。

2.5适当增加线路的绝缘配置，降低建弧率。这种方法投资巨大，施工工作量也大，涉及对导线弧垂的调整。

2.6架设耦合地线。在降低杆塔接地电阻有困难时，可以采用在导线下方架设地线的措施，其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用，以降低绝缘子串上的电压。

2.7加装可控放电避雷针。该装置以缓慢变化的小电流上行雷闪放电形式泄放雷云电荷，从而避免强烈的下行雷闪放电。这种方法造价比较便宜，使用效果好，但对大档距线路保护范围不足。

2.8架设避雷线。目前在高压和超高压输电线路上，都会采用避雷线来进行加高，这是最主要的防雷措施，避雷线对直击雷具有良好的防范作用，同时还可以实现对雷电流进行分流，降低杆塔的电位，有效的减少导线上的感应过电压。

2.9降低杆塔接地电阻。通过降低杆塔的接地电阻可以有效的提高线路的耐雷水平，避免发生反击。而在土壤电阻率较低的地区，则需要充分的利用杆塔的自然接地电阻，利用地中伸长引线，从而实现与导线间的耦合作用，这样可以有效的将绝缘子串上的电压降低，使线路能够有效的防范雷击。

三、输电线路防雷的主要措施

3.1分流。目前在现代防雷技术中，分流非常关键的措施之一，通过分流可以有效的起到防范雷击的作用。在一切入室的导线，将导线和接地线之间并联一种避雷器，这样当雷击发生时，过电压经由导线进入室内或是设备时，则避雷器的电阻则会降至最低，从而将过电压分流到地下，充分的实现保护电子设备的作用。

3.2屏蔽。为了有效的对电子设备在雷电电磁脉冲辐射下受到影响，所以利用金属网、箔、壳和管等导体将需要保护的对象屏蔽起来，从而隔断闪电脉冲电磁场的通道，防止雷电对设备带来的损坏发生。

3.3接地。利用接地可以将进入防雷系统的闪电能量有效的进入到大地，将强大的雷击电流入下到地下。所以在防雷系统中，接地是最为基础的防范，如果没有很好的做好接地，则会导致防雷系统显现不出来有效的防雷效果来，所以需要在进行接地安装时要严格遵守相关规范，确保安全。

3.4接闪。接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其功能就是把闪电电流引导入大地。

3.5均压连接。将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。这样在闪电电流通过时，所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

四、总结

综上所述，雷电是一种自然现象，但它对输电线路的危害是非常严重，我们只能采取各种措施尽可能的减少这种客观现象的存在，对于相关从业人员应该树立正确的雷击现象意识，提高防雷安全知识，提出合理的防雷措施，相互学习，只有这样才能逐渐完善输电线线路的防雷技术。

参考文献

[1]李永坚.基于现状分析改进山区输电线路的防雷工作[J].城市建设理论研究，2012（2）.

[2]余力，李和国.架空输电线路的防雷与接地[J]江西电力，2010（2）.