电力系统输电线路的防雷措施的探讨

电力系统输电线路的防雷措施的探讨

陶海霞

陶海霞

（国网新疆塔城供电公司新疆834700）

摘要：在电力系统的整体运作中对于高压输电线路的管理必须加强重视，确保电力传输工作的顺利进行，因为受到环境因素的影响使得输电线路比较容易受到雷击的损害，所以必须对其综合防雷能力进行不断的完善，在线路建设的过程中选择适宜的地形以及倾斜角度，并对绝缘装置、输电线路、杆塔等不同的位置使用适合的综合防雷手段，降低雷击带来的不利影响。基于此，本文就针对电力系统输电线路的防雷措施进行分析。

关键词：电力系统；输电线路；防雷措施

1雷电的危害

1.1电效应

雷电流高压效应会产生高达数十万至数百万伏的冲击电压，可击毁电气设备的绝缘、烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电。绝缘设备损坏还可能引起短路，导致火灾或爆炸事故。巨大的雷电流流经防雷装置使电位升高，这样的高电位同样可以作用在电气线路、电气设备或其他金属管道上，在它们之间产生放电。由于雷电流的电磁效应，在它的周围空间里会产生强大的磁场，处于电磁场中间的导体就会感应出很高的电动势。这种强大的电动势可以使闭合的金属导体产生很大的感应电流，引起发热及其他破坏。当雷电流入地时，在地面上可引起跨步电压造成人身伤亡事故。

1.2热效应

雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换成大量的热能，在雷击点的热量会很高，雷击点的发热量为500～2000焦耳，可造成易爆物品燃烧或金属熔化、飞溅而引起火灾爆炸事故。

1.3机械效应

雷电流机械效应主要表现为被雷击的物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象而导致财产损失和人员伤亡。当被击物遭受巨大的雷电流通过时，由于雷电流作用产生的温度很高，一般在6000～20000℃，甚至高达数万摄氏度，被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，因而在被击物体内部产生强大的机械压力，致使被击物体遭受严重破坏或发生爆炸。

1.4其他危害

雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路短路燃烧而导致火灾。

2输电线路防雷方式

2.1提高线路本体的耐雷水平

应加设线路绝缘瓷瓶，或根据地区特性调爬调距，从而提高线路的耐雷水平。但线路耐雷水平的提升必须与发变电站防雷工作相配合，不可随意调整，一般情况下，35kV的线路增加三四片绝缘瓷瓶，110kV的线路增加七八片绝缘瓷瓶。如果在设计时未考虑绝缘瓷瓶的设置数量，在调爬调距时导线弧垂则可能发生变化，进而增加了调整弧垂的费用和相关工作人员的工作量。

2.2架设架空避雷线

架空避雷线是提高线路防雷水平的基本措施之一。根据以往的经验，全线架设避雷线的效果较好，且双地线优于单地线。但架设双地线的造价较高，所以，只在110kV及以上的线路中架设了双地线。值得注意的是，与避雷线相配套的防雷接地装置的质量和泄流能力必须满足要求，且相关设计应到位，否则会因横担结构的不同而增加改造费用和相关人员的工作量。

2.3增设线路避雷器

增设线路避雷器可有效提高线路的防雷水平，但其保护区域有限（只限于安装杆段及其附近，且对防雷接地装置质量和泄流能力的要求更高，在线路接地电阻＜4Ω时无法起到保护作用）。线路避雷器分为有空气间隙线路避雷器、无空气间隙线路避雷器。虽然有空气间隙线路避雷器的效果优于无空气间隙线路避雷器，但其维护、检修工作的难度较大，发生故障后的线路跳闸概率较高。此外，还应考虑避雷器之间的配合问题，且避雷器本身的质量问题也会引发线路故障。

2.4采用防绕击避雷针

防绕击避雷针的作用相当于减小防雷保护角，但其安装、维护比较复杂，防雷效果并不明显，因此，被应用的概率较低。

2.5安装接闪器

目前，新型的线路接闪器（比如星河综合防雷系统）不断出现，其结合了现有的防雷手段和经验，基于反击、绕击和感应的不同机理，可有针对性地解决这几种问题。基于雷击对输电线路杆塔的影响效果，建立了全线路、全方位、立体化的综合防雷体系。综合防雷体系全面总结了当前各种线路防雷设备的技术特点，创新性地研制开发了防直击雷接闪器、纳米磁阻流器等新产品，更全面、更科学地保护了输电线路，大大提升了输电线路雷电防护的可靠性。其中，电力输电线路雷电接闪器、线路纳米磁阻流器等具有可靠性高、维护简单的特点，是线路防雷的新产品，丰富了综合防雷体系的防护手段。大量的实验改进有效增强了电力高压传输通道的雷电防护能力，进而完善了现有的雷电防护设备。线路综合防雷体系包括控制系统防雷体系、通信系统防雷体系、防直击雷接闪器、纳米磁阻流器、多级防浪涌避雷器。

2.6采用不平衡绝缘方式

在现代高压及超高压线路中，采用同杆并双回线路的日益增多。为了降低雷击时双回路同时跳闸的故障率，当用通常的防雷措施无法满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式，也就是使两回线的绝缘子片数有差异。这样，雷击时绝缘子片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路断线的耦合作用，使其耐雷水平提高，不再发生闪络，保证线路继续送电。一般认为两回路绝缘水平的差异宜为两倍相电压（峰值），差异过大将使线路的总跳闸率增加。

2.7采用消弧线圈接地方式

在雷电活动强烈而接地电阻又难以降低的地区，对于110kV及以下电压等级的电网可考虑采用系统中性点不接地或经消弧线圈接地方式。这样可使绝大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至于发展成为持续工频电弧。而当雷击引起两相或三相闪络故障时，第一相闪络并不会造成跳闸，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相的绝缘电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。我国的消弧线圈接地方式运行效果很好，雷击跳闸率大约可以降低三分之一。据报道，我国重庆和温州的一些110kV架空线路已经采用中性点经消弧线圈接地方式。

3输电线路雷击故障预防措施

每年3月底前应完成防雷实施检查及缺陷处理。认真查阅气象资料，在规划设计前期尽量避开雷电活动较为频繁的区域，合理选择线路走径。根据线路的自身特点和环境因素，有针对性地开展差异化防雷改造。积极采用新的防雷装置，为输电线路的综合防雷工作积累实际经验。认真搜集微地区、微气象资料，在规划设计前期尽量避免雷电活动较为频繁的区域。提高输电线路架空地线的分流能力，以减少因过电流发生断线故障。重点检查有无去年甩掉而未投入运行的避雷器、避雷器引线及接地装置连接是否完好，新架设线路及临时用电设备拆除的线路末端有无防雷空白点，中压架空绝缘线路安装放电钳位绝缘子或防雷放电线夹是否齐全，防雷接地电阻值是否合适，多雷区的防雷改进措施是否落实等。雷雨季节后做好防雷总结，以指导防雷工作。

结束语

目前，电网设备防雷技术受到了人们的广泛关注。雷电是电力传输、线路跳闸的重要影响因素之一。随着工业化进程的不断推进，大气环境逐渐恶化，雷电现象日益频繁，雷电灾害对电力供应的可靠性、持续性造成了巨大的影响。同时，我国社会对电力的需求越来越大，输电线路防雷工作的难度也越来越大。输电线路的可靠性、持续性成为了电力供应部门安全工作中需要优先考虑的问题。随着输电线路防雷方式的不断更新，防雷效果在不断提升。

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