高压输电线路的防雷技术杨琪

高压输电线路的防雷技术杨琪

杨琪

（贵州电网有限责任公司凯里供电局贵州凯里556000）

摘要：高压输电线路是高压电力网中的重要构成部分，如何保护好高压输电线路，减少因雷击等原因引起跳闸，成为电力系统安全稳定运行的一项重要内容。由于高压输电线路雷击引起跳闸后，不但增加输电线路的检修工作任务，且输电线路上的雷击感应电流还可能沿架空线路侵入变电站及发电厂的出线间隔，破坏电气设备。由此可见，做好高压输电线路的防雷工作，不但可以减少线路遭受雷击，减少线路雷击跳闸率，提高输电线路本身的供电可靠性，而且是保护变电站及发电厂设备的需要，是保障电力网安全稳定运行的一项重要工作。

关键词：高压输电线路；防雷技术；应用

1导致高压线出现故障的因素

第一，雷电导致故障。下雨天有时会出现电闪雷鸣的现象，雷电容易受到铁制品及高压电的吸引，高压输电线路中经常使用的是金属材料，所以当线路遭受雷击后就会通过金属产生大量的感应电流，当感应电流达到一定电压时就会通过输电线路，流窜到整个输电线路当中，从而快速将电压提高，导致输电线路的安全受到影响，甚至造成运行中的电力设备损害，使电力系统瘫痪，无法正常运行。第二，大风破坏高压线路。输电线路是随处可见的，目前还没有较好的保护措施，只能使电线暴露在空气中。当发生强风时，可能会将电线杆吹或电线吹断，造成大面积停电。大风是最常见的破坏高压线路的方式，其破坏力仅次于雷电。第三，外力导致线路故障。交通事故可能会撞到电线杆或其它供电设备，使高压线路被破坏；在进行架设电线、电线杆的过程中若施工不够到位，也会导致线路提前老化出现故障；还有些不法分子偷盗高压线缆以谋取利益，也会严重破坏线路的正常工作。第四，其它自然因素对高压线路的破坏。鸟害是高压线常见故障之一，目前我国的高压线路没有合理的保护措施，很多鸟类在线上栖息，鸟的身体构造对高压线产生了不利影响，久而久之鸟粪的堆积会使线路被腐蚀并断裂。冬天时积雪在高压线上的累积也会破坏线路，主要原因还是线缆无法承受太大的压力，因此每年冬天都会有专门的工作人员处理线路积雪。

2高压输电线路防雷主要问题

某地区5年以来每月平均落雷以6月和7月最多，分别为82312×104次与134096×104次，输电线路雷击跳闸率呈逐年增长趋势，从0.149次•（100km•a）-1增加至0.2614次•（100km•a）-1，现有线路防雷措施已无法满足要求，亟需进行分析和强化。

2.1杆塔方面

在主网线路当中，杆塔采用内部钢芯实现接地。如果雷电流从杆塔的钢芯中通过，则会引起杆塔爆裂，特别是运行年限超过20a的杆塔，是现阶段防雷重大隐患。接地引下线以拉线为主，如果雷电流从拉线通过，则会使其发热，降低机械强度，导致杆塔倒塌。

2.2架空地线

第一，保护角相对较大，影响防绕击。调查结果显示，保护角处于20°~25°范围内，保护角超过25°的可以达到50%以上，与规范要求的不超过20°不符。事实上，即便很小的雷电流，对导线造成直击，也会产生超过15×100kV的过电压，导致绝缘子产生雷击闪络。第二，单根避雷线在受到雷击后，会有很大的概率发生跳闸。第三，现有架空地线遭到不同程度的腐蚀，对雷电流的泻放造成影响。

2.3接地装置

这一方面的问题以腐蚀与降阻最为突出。通过开挖可知，地网腐蚀数量可达总数一半以上，并且0-40cm的腐蚀情况最为严重；采用降阻剂的装置，在持续运行半年之后，将发生腐蚀，在3-5a以后将产生锈断。当前所用降阻材料都具有一定腐蚀性，对此，必须引起重视，在必要的情况下，应予以停用。

2.4绝缘子选择

在实际的绝缘子选择过程中，普遍以合成绝缘子为主，因为其维护方便，检测工程量相对较少。但合成绝缘子具有短接作用，导致其耐雷水平低于瓷绝缘子。按照现行技术规范的要求，尤其是在雷击频繁发生的地区，不允许使用这种绝缘子。

3优化输电线路防雷设计措施

3.1充分了解输电线路架设地点情况

在最初设计时，工作人员应对全部输电线路情况进行具体了解，结合输电线路即将经过的地势情况，采取合理有效的防雷措施。依据当地的地形特点，制定备用方案。如果造成输电中断等情况，要提前做好应对和解决方案。在工程架设结束后，不能对输电线的防雷工作产生懈怠心理。若高压输出电路遇雷电击打后产生输电工作停止等现象，要分析其根本原因，做到具体问题具体分析，并将停电原因和解决方案记录存档。

3.2优化和增强输电线路的绝缘配置

如绝缘体被雷电打击，雷电会破坏输电线路，导致输电线路不能正常运作，在输电线的架设工程中，绝缘装置设计尤为重要。将绝缘装置在输电线路过程中保持在可控范围之内，在输电线路被雷电打击时，线路的绝缘配置就能物尽其用，起到保护输电线的作用。不同的输电线路对应不同的绝缘装置，要使绝缘体可以充分的起到保护输电线的作用，要根据输电路段情况和雷电的强弱程度对安装的绝缘配置制定不同质量标准。

3.3合理使用避雷器装置

在输电线路上安装线路型避雷器有3个主要目的：一是用于雷电活动强烈的地段、某些降低接地电阻有困难地段以及对防雷有特殊要求处，如大跨越段、超高塔段，提高线路的防雷性能；二是沿线路装设线路型避雷器以深度限制沿线的操作过电压水平，一般用在操作电压较高的220kV以上电压等级的线路；三是在线路进变电站构架、发电厂电气装置构架处的终端塔上，以限制雷电过电压入侵电气设备。在以上情况下，线路型避雷器都要随线路遭受雷击时的冲击电流的作用，当雷击避雷线、杆塔和导线时，输电线路采用线路型避雷器虽可大大提高线路的耐雷水平，但线路型避雷器本身也必须承受一定的冲击放电电流和雷电能量的作用。

3.4做好杆塔接地工作，强化降阻手段

在使用输电线路过程中，杆塔对其工作的安全性起重要作用，所以要将杆塔接地电阻的阻值降低。在选定架设输电杆塔地点时，不同的地质条件也会影响当土质的电阻率参数。若是普通杆塔，在外界因素不变的情况下，降低杆塔电阻会使输电线路水平明显提高。利用杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护，可降低输电线路被雷电打击几率。被熟知并常用的降低杆塔接地电阻的方法有：外引接地、接地网面积扩大、使用降阻剂。虽然此举可增强输电线的防雷水平，但在特殊情况下，采用耦合地线的方式可以更加有效的提高输电线路的防雷能力。耦合电线可使绝缘子串的反击电压降低，也可以分流雷电电流。实践证明，在降低杆塔接地电阻无效的情况下，可以使用耦合地线的方式。此种方式可降低跳闸事故的发生，对输电网络起到保护作用，也可使高压输电系统正常运作。在山区使用效果显著。

3.5安装防雷绝缘子

当发生雷击现象时，10kV架空线路中瞬间就会产生很多的电压，这种过电压现象就会造成10kV架空线路的断线情况发生，这就对电力系统的稳定供电造成了影响，为了避免这种情况的发生，就可以采取安装防雷绝缘子的方法进行，从而能够有效的吸收雷击产生的放电能量，同时还能有效的限制10kV架空线路中的感应过电压。防雷绝缘子具有多种类型，主要包括支柱式、横担式、耐张绝缘子等，其具有十分不错的防雷性能，它主要是比常规的绝缘子增加放电间隙从而保护线路，在安装的时候根据实际的情况进行合理的间距安装，其防雷效果显著。

结束语：高压输电线路防雷是确保电网稳定性、减少电网故障、提升供电效益的必然要求。对此，各地供电局要加强对高压输电线路防雷接地技术实施工作，确保电网耐雷水平不断提升。

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