输电线路的防雷保护

输电线路的防雷保护

杜英伟

杜英伟

（呼和浩特供电局内蒙古呼和浩特010050）

摘要：在我国输电线路由于防雷与接地措施不到位，引发的输电线路跳闸的情况时有发生，对电网安全稳定运行造成重大影响，给地区经济社会的稳定发展带来了不利，因此，加强输电线路的防雷接地的研究是非常必要的。本文分析了雷电对输电线路的影响，总结探讨了输电线路的防雷接地常见措施。

关键词：输电线路；防雷；接地

引言：

随着我国经济社会的快速发展，电力企业按照十三五期间要求，贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，全球能源互联网互通互联，逐步建成网架坚强、安全高效、绿色低碳、友好互动的现代化大电网的实际要求，输电线路规模的越来越大。然而，在室外架设的输电线路很容易受到自然环境的影响。其中，雷电是影响输电线路的安全运行重要因素之一。因此，加强输电线路防雷接地措施的落实，是保证电网持续、可靠供电的重要环节。

1雷电对输电线路的危害

雷电对输电线路的危害主要表现在以下几方面：一是，输电线路中由于雷电自身的高热效应带来的危害。雷电遇到输电线路时，由于高热效应的原因，被电流击中的部位会产生高热能，有可能会使线路燃烧或者融化；二是电磁场的危害。由于雷电形成时会有电磁效应，当雷电击中线路时，雷击部位在电磁效应下形成电磁场，从而使电流量瞬间增大，有可能使线路高温燃烧。三是，雷电所发出的电波危害。电波也是雷电附带的一种现象，它经常会干扰防雷装置的正常工作，使其无法有效发挥防雷功能，变为放电器反击输电线路。四是，雷电产生的过电压的危害。输电线路上出现的大气过电压有两种：一种是雷击于输电线路引起的，称为直击雷过电压；另一种是雷击线路附近地面而引起的，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压。雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而击于导线（绕击）；雷击杆塔或避雷线强大的雷电流通过杆塔及接地电阻，使杆塔和避雷线的电位突然升高，杆塔与导线的电位差超过线路绝缘子闪络电压时绝缘子发生闪络，导线上出现很高的电压。称由于过电压引起绝缘子闪络，导线对地短路，雷电过电压持续时间短（几十μs），继电保护装置来不及动作，但工频续流沿放电通道继续放电，在形成稳定燃烧的电弧后，则继电保护装置将使断路器跳闸。导线上形成的雷电过电压波，最终将侵入变电站，经复杂的折反射后，在电气设备上出现很高的过电压，危及设备绝缘，造成事故。输电线路防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。

2输电线路的防雷接地措施

2.1提升绝缘性能

由于地理条件的差异，在一些地区，塔杆之间的跨度较大，这在无形当中就加大了塔杆落雷的机会。在雷击时，电位高电压大，受绕击的概率大。在高塔杆上增加绝缘子串，加强线路的绝缘可以有效地进行防护。通常采用并联间隙绝缘子，在雷击闪络时绝缘子和电弧的表面最好不要直接接触，防止操作过电压超过了保护间隙的承受范围而产生事故。使用并联间隙绝缘子，能够使并联间隙先放电，将雷电导入地面，绝缘子串和线路都不会受到损坏。此外，可以直接使用肉眼观测并联间隙绝缘子，这样维护起来也比较便利。此外，也可以使用差异绝缘法，在同一个塔杆上面的三相绝缘性能是不同的，最下面的绝缘子比上面的多，这样，在出现了雷击时，导线的绝缘体会最先穿透，雷电会沿着塔杆进入到地面，能够防止出现双相闪络现象。

2.2架设避雷针

架设避雷针是架空线路防雷电中非常重要的手段，可以有效将导线的耦合作用屏蔽，防止雷电沿着塔杆流经整个线路而出现过大电流；此外，安装避雷针还可以防止架空线路中出现电压过高现象，避雷针有着经济实用的优点，有效降低雷电击中概率，要安装设计时，要将杆塔提升到适当高度，还要充分考虑线路和避雷针的间距。在输电线路中，安装负角保护针可以起到很好的屏蔽作用，负角保护针是是侧向安装在杆塔顶部导线上方的，多用于山坡、山顶等地区的杆塔上。将雷击放电作用于地面上，可以缩短临界击距，有效降低雷电绕击区出现的概率，很好的保护输电线路。

2.3安装避雷器

线路避雷器分为有串联间隙避雷器和无间隙避雷器两种。常态下无间隙避雷器能够吸收线路上各种过电压，当出现故障时，需要人工摘除母线接地，这时就需要和串联脱离器系统配套使用，这样就可以使母线和避雷器自动脱离。有串联间隙避雷器不存在上述问题，维护成本较小，雷击导线时放电间隙动作，一般需要克服因摆动造成的间隙距离变化。

避雷器主要安装于易遭受雷击的线路段以及相应配电设备，在安装时要注意在雷击事故的多发线路段、配电线路的分支处杆塔上必须安装避雷器。此外相应的配电设备例如柱上开关、刀闸、配电变压器上也要安装。架空绝缘线路与电缆线路转换处、T接线路处等也要安装专门避雷器。

2.4搭设避雷线

架空送输电线路落雷时，可能打在导线上，也可能打在杆塔上。导线遇到雷击时，导线上产生达几百万伏“过电压”，绝缘子将“闪络”，从而使线路跳闸，甚至造成停电事故。避雷线可以遮住导线，使雷尽量落在避雷线本身上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流流入大地。雷击杆塔或避雷线时，在杆塔和导线间的电压超过绝缘子串的抗电强度时，绝缘子串也将闪络，而造成雷击事故。通常用降低杆塔接地电阻的办法，来减少这类事故。

2.5安装重合闸装置

输电线路不仅要安装防雷保护装置，同时安装自动重合闸装置，因为输电线路80%以上的故障都是瞬时性的，当雷击线路时，绝缘子发生闪络就会造成跳闸，所以自动重合闸装置可以有效降低雷击事故，为此，可以在架空线路上安装自动重合闸装置，将瞬间的雷电故障解除，增强了线路的稳定性与安全性。

2.6使用过电压保护器

过电压保护器能够有效的完善架空线路中其他防雷措施的不足，提高10kV配电线路的防雷水平。过电压保护器在过零之前的较长一段时间内，尖顶波电流的幅值较小，不会对架空导线带来损害，能够避免工频续流高温而导致的架空导线熔断甚至跳闸的现象。当前过电压保护器的技术已经基本成熟，可以投入使用。

2.7降低杆塔接地电阻

降低杆塔冲击接地电阻能降低雷击杆塔塔顶时的电位，雷击避雷线时对雷电流有很好的释放通道，减少反击，提高线路耐雷水平。一般做法为：增加接地极的埋深及数量，换用电阻率较低的土壤，并且在接地极附近增加降阻剂。土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施。

结束语：

综上所述，雷击问题造成的输电线路的跳闸事件严重影响了电力系统的安全稳定运行。虽然雷击对输电线路的影响是无法完全杜绝的，高效的防雷接地技术可有效地降低雷电事故率，在输电线路设计和运维工作过程中，要根据不同地理环境条件、电压等级、负荷特点、运行方式、天气情况和设备差异，特别要结合输电线路运维经验，通过具体分析比较采取有效的防雷与接地手段，线路防雷问题是一个综合的技术经济问题，必要的时候要综合采取多种防雷措施。

参考文献：

[1]詹其彪，刘渊.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作，2014（08）.

[2]胡树彬，梁伟放.基于架空输电线路的防雷措施探讨[J].中国新技术新产品，2015（01）.

[3]陆树桂.浅谈架空输电线路的防雷措施探讨[J].科技创新与应用，2014（33）.