探析配电架空线路防雷措施配置方案

探析配电架空线路防雷措施配置方案

慈云傲

（国网山东省电力公司威海市文登区供电公司山东文登264400）

摘要：架空线路是电力系统中应用最为广泛的一种供电终端，在实践应用过程中极大的促进了我国电力系统的运作与发展，对于我国电力企业具有不可忽视的重大意义。架空线路一旦出现遭受雷击的现象，往往会造成严重的经济损失，并且其修复工作量也是非常大的，修复的难度往往也比较高，同时还会给社会造成极大的经济损失。本文就架空线路遭受雷击的原因，提出了架空线路的防雷措施。

关键词：架空线路；防雷措施；方案

引言

架空线路在实际应用的过程中主要包括城市供电线路以及乡村供电线路两方面内容，在运行过程中通常会受到多方面因素的影响，假如出现了遭雷击故障情况，电力工作人员往往很难及时对架空线路进行维修。目前阶段，我国的科学技术与生产技术在日渐发展的过程中不断完善，架空线路在运行的过程中也变得更加安全与稳定，全新的遭雷击故障检测与维护技术为架空线路提供了切实可靠的保障，有效避免了架空线路在运行过程中频繁出现遭雷击故障情况。

1.雷电基本理论与危害原理

1.1雷电基本形成理论

雷电的基本结构是中部有强烈的上升气流，在该气流的影响下面，正电荷的冰晶和负电荷的水分渐渐发生分离，形成了部分带正电荷与部分带负电荷的雷云层。异性电荷的不断积累，正、负极云块的电场强度逐渐增加，当云层的电场强度增加到空气击穿强度时，就形成了放电现象。由于雷云与雷之间存在着强大的电场，因此，当聚集的电荷密度在某一区域内非常大时，并且电场强度超出雷云和地面之间的空气游离临界值时，就很容易导致雷云对地进行放电，当雷云对地放点击中建筑物或者其他物体时，就形成了雷击事故。

1.2雷电危害的基本原理

雷电电击所产生的雷电波可能沿配电线路引到室内，这将严重危害到人员以及设备的安全。根据相关的资料显示，雷电侵入波造成的危害在每个地方都有较大的差异，但是，仍占据比较大的比例。从配电网架空线路产生雷电波的主要原因有以下两点：

（1）击中线路附近物体时产生的感应雷电波，感应电压虽然比直击雷的电压低的很多，但是，一旦发生对低压电路以及通讯线路的安全，仍然具有等同的危险性，而且较雷直击的几率更大。

（2）一般的配电网架空线路分布比较广泛，因此受到雷击的几率也就上升，当某处受到雷击之后，所产生的雷电波就会沿电路进行传播，传播的范围可能会非常广泛。一旦传入室内，所产生的电压也是非常高的。

2.架空线路遭雷击的主要因素

架空线路遭受雷击导致跳闸，主要可以被分为绕击雷以及直击雷，雷电的流动值范围比较大，因此，遭受雷击可能性最高的便是杆塔接地网的接地电阻过高时以及避雷线保护角度过大的线路。目前可能导致线路遭受雷击的主要原因有：

（1）塔杆存在雷击隐患。少数蜘蛛网线路当中的水泥杆是采用内部钢筋接地的，一旦遭受雷击，极有可能导致水泥杆抱闸，从而引发塔杆损坏，线路断路等。这一现象特别是在运行过后有严重风化、明显裂纹的水泥杆中。

（2）安全技术措施不够合理。少数配电线路的设备并没有按照相关的防雷要求进行安全装，其中少数10kV配电线路甚至没有相对的防雷措施。

（3）架空线路的本身问题。调查研究发现，有许多线路的保护角度偏大，其对绕击雷的预防作用较小。

3.架空线路防雷措施

3.1建设避雷线

建设避雷线是输配电线路防雷保护的最基本并且最有效的方式。避雷线的主要用途是防止直击雷直接打击线路，并且它还能够有效的降低流经杆塔的雷电流，控制塔顶的电位。对于通过导线的耦合作用时能够控制线路绝缘子的电压。并且对于导线的屏蔽作用还能够控制导线当中的感应电压。一般情况下，线路的电压越高，其使用的避雷线效果越好，而且在线路当中的价值占比也越低。为了提升避雷线对导线的保护作用，降低绕击雷击打率，避雷线与导线的保护角需要尽可能的降低，必须控制在30℃至20℃之内。那么对于500kV及以上的高压线路则必须设置双避雷线，并且将保护角控制在15℃以内。通过这样的方式，才能够有效的防止架空线路被绕击雷击中。

3.2建设耦合线路

在控制塔杆接地电阻有问题时，能够利用假设耦合地线的方式，控制接地电阻。简单来说就是在导线下方再建设一条地线。其主要有两个功能：第一，提高对雷电流的分流效果。耦合地线对降低雷击跳闸率的作用效果十分明显，特别是山区的输电线路，耦合线路降低雷击跳闸率最高能够达到90%；第二，能够提高导线与避雷线之间的耦合效果，使线路在绝缘上的电压降低。

3.3降低杆塔接地电阻

为了提高输电线路的防雷可靠性，每一根杆塔一般情况下都应该敷设接地装置，并与避雷线连接，从而使架空线路在被雷击之后地线能够顺利的将大流量电流导入到地下。对于一般高度的杆塔，降低杆塔冲击接地电阻是提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率最经济的方法。

3.4加强线路绝缘方案

线路的绝缘强度是有限的，在遭遇雷击时，有时候是无效的。对感应雷只在雷电流较小并且雷击点较远时才能减少闪络的发生，但是，在进行多回同杆架设时，要加强重要线路的绝缘性能，也可以适当的减少重要线路中的雷击事故，举个例子：进行同杆架设的两条线路，一条是裸导线，而另一条是绝缘导线，在相同的支持绝缘子时，在裸导线上发生雷击闪络事故偏多，这是由于裸导线的绝缘性能远远低于绝缘导线，当裸导线受雷击穿接地，由于耦合地线的作用，减少了过电压的陡度，从而保护了绝缘导线的安全。在这里要特别注意的是：如果该绝缘导线是单回架设的，一旦雷击发生，其结果大多数都是发生断路，因为在绝缘导线遭雷击时往往是一处进行放电，非常容易发生断路，因此，对绝缘导线的避雷非但不能松懈，反而要更加注意，不建议在空旷的地区采用，也可以将绝缘导线架设在有很多回线路的下方。为了防止发生三相短路故障，应该对其中的两相导线的绝缘性能进行加强，另一相则进行常规绝缘，就是采用不平衡绝缘法，在雷电流较小的情况下，引导其发生一相闪络，减少整条线路发生断路的几率。加强绝缘的方法主要是使用绝缘导线以及采用P20绝缘子。

3.5消弧线圈接地

消弧线圈具有减少电力系统单相接地故障、保证系统不间断供电的作用。在110kV变电站的35kV系统采用中性点经消弧线圈接地的方式，能够使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不至于引起相间短路和跳闸。而在二相或是三相落雷时，由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。

结束语

综上所述，架空线路遭雷击具有较大的危害性，往往会严重影响供电系统的正常工作，对居民日常用电造成了极大的影响，对供电线路造成极大的损害，还会对击中线路附近的行人带来生命危险，造成严重的社会经济损失。因此，就需要进一步落实相关的预防工作，提升线路本身的防雷能力，逐渐解决所有可能导致架空线路遭雷击的因素，最终提高架空线路的保护措施，防止遭雷击情况的出现，推动电力行业的发展。

参考文献：

[1]李俊，何平.架空送电线路的雷害原因及防雷措施探讨【J】.《科学咨询：决策管理》，2008（06）

[2]沈红莲.汪朝军.浅谈架空线路遭雷击原因及防雷措施【J】.《重庆电力高等专科学校学报》，2009，14（03）.