高压输电线路综合防雷措施的研究与应用蔺金维

高压输电线路综合防雷措施的研究与应用蔺金维

蔺金维

（国网朔州供电公司山西朔州036000）

摘要：随着我国经济的发展，人们的用电需求逐渐增加，为了保证用电质量，电力企业就要确保供电系统的稳定性与安全性。想要确保供电系统的安全性能，就要加强高压输电线路的防雷工作。高压输电线路作为供电系统的重要组成部分，对于保护用户的用电安全具有至关重要的作用，现阶段我国高压输电线路极易受到雷电的影响，因此，相关电力企业应该将工作重点放在高压输电线路综合防雷措施的研究上，以此为我国输电线路的安全运行提供重要的保障。

关键词：高压输电线路；综合防雷措施；研究；应用

引言

高压输电线路在电力传输中起到重要作用，不仅为人们生活和生产工作提供保障，同时维护了电力系统的稳定运行。随着输电线路等级的不断提升，对杆塔的高度和线路尺寸要求也越高，在一定程度上增加了雷击现象的影响程度。在我国电力系统中，因为雷击造成线路跳闸现象的比例在36%以上，在有些国家中还达到了50%。因此，对高压输电线路综合防雷措施的研究显得至关重要。

1雷击放电过程研究

1.1高压输电线路发生雷击事故的原因

高压输电线路雷击事故的产生将在很大程度上影响高压输电线路的正常运行，高压输电线路发生雷击事故的原因有很多，具体体现在以下几个方面。首先高压输电线路杆塔存在问题，接地效果不佳，这种情况就会加大与地面接触的电阻阻值，从而为高压输电线路埋下安全隐患，导致雷击事故的发生。其次，高压输电线路雷击事故的产生原因中还包括缺乏健全的绝缘配置，绝缘配置在高压输电线路的运行时具有防止电流回流的作用，如果绝缘配置出现问题将会引起雷击跳闸事故的发生，并且随着时间的积累，高压输电线路的绝缘配置极易出现老化，这也在一定程度上为高压输电线路跳闸事故的发生埋下了安全隐患。最后，在避雷线的使用上存在问题，避雷线是高压输电线路用来防雷的重要举措，在雷击发生时，避雷线可以有效的隔断雷电与线路之间的联系，从而有效的减少雷击事故的发生概率，但是现阶段设计师在进行避雷线的设计上，并没有重视杆塔保护角度的设计，使得避雷线不能发挥其良好的避雷效果。

1.2雷电压和雷电流的形成

雷电现象的产生主要是由于空气中游离的导电分子进入到雷云中的高电势点，如果这种强大的雷电击中高压导线，雷电中携带的电流将会在沿着导线两端运行，改变导线中的电压和电流配比。一般情况下，导线中的电压行波u与电流行波i的比值为波阻抗，数值一般在300Ω。若高压线路经过雷击之后塔角的接地电阻会减小，从而在地面产生雷电反射现象，此时塔顶电位为零。但是通过雷击作用，输电线路中的电流值增加了一倍，由于输电线路中的电阻不可能为零，因此线路中会出现压降，形成雷电压和雷电流。

2高压线路防雷措施

2.1架空地线与耦合地线

在高压线路中已经出现了很多线路防雷措施，架空地线的措施是高压线路最基本的防雷措施，该措施能有效防止高压线路雷电对线路造成的伤害。其架空地线工作的基本原理：非常强大的雷电电流以分流的方式进行分流，减少风险的发生率。架空接地措施在电路的防雷措施中起着非常重要的作用，必须规范架空地线的方式。耦合地线连接是架空地线的辅助，在前一个措施的效果不能清楚地表现出来时，其能起到至关重要的作用。这两种方法相辅相成的，缺一不可。

2.2使用防绕击避雷针

在实际工作过程中，输电线路雷击的来源主要有两个方面：第一个方面是雷电感应造成的危害，这方面可能给高压输电线路带来了很多问题，然而在目前阶段来看，由于自身的绝缘特性本来就很高，所以感应雷对架空的的高压输电线路威胁是比较低的；第二个方面是直击雷造成的危害，这也是当前架空高压输电线路的主要危害源。

2.3杆塔防雷措施应用

在杆塔防雷过程中，最简单的措施就是降低接地电阻的阻值，随着接地电阻的阻值降低，能够确保电流顺利的流向大地，避免因为电流过高对杆塔造成影响。另外，将接地电阻进行降低，能减轻雷击对杆塔带来的损害。在杆塔设计过程中，会遇到很多山区环境，由于山区地势环境较高，必须对杆塔进行雷电防护。首先，对杆塔防护角进行合理设计，然后通过相关公式对保护角进行合理检验，避免保护角出现不科学设计，对电力企业造成严重危害。根据数据统计显示，我国南方地区全年的落雷次数大概在1000次左右，在这种环境下，杆塔保护角应设计为负保护角。

2.4架设旁路屏蔽线

根据模拟测试结果可以看到，在采用山坡地段架设旁路屏蔽地线以后，降低了山坡外侧雷电绕击的电流，同时还可以看到，旁路地线在降低雷电的电流过程中发挥着显著的作用，在特高压输电线路的传统屏蔽系统中，地面、塔架和避雷针线路很可能因雷击容易发生紧急停电的现象，所以必顺增强引雷屏蔽体的能力，避免特高压输电线路中雷电绕击的发生率，从而避免紧急停电故障的发生频率。

2.5自动重合闸装置的安装

采用自动跳闸能有效保护高压输电线路的质量。当雷击时，如果线路长时间处于不良状态，就会对的架空高压输电线路造成非常严重的损害，但用人去控制跳闸现象的发生是完全不现实的，如果在高压输电线路系统中采用自动跳闸的装置，能对高压输电线路进行有效的保护，这也是一种非常科学的保护方式，可以快速断开避免雷击过后对线路的二次损坏。这种自动装置不仅具有自动跳闸的功能，而且能够恢复高压输电线路的正常运行，有效地解决高压输电线路遭受雷击的问题，提高了高压输电线路的使用寿命。

2.6输电防雷措施的应用

2.6.1安全输电路径的设置

根据相关数据统计显示，往往输电线路遭受雷击的区域比较固定。因此，在输电线路设计过程中，要结合当地实际情况，避开雷击严重区域，可以有效降低输电线路雷击发生的可能性。总的来说，雷击的集中区域一般在山区的风口处、潮湿山脉以及电阻率较高的土壤地带等。

2.6.2线路档距设置

当输电线路受到雷击影响之后，雷电波会沿着输电线路进行双向传播。如果改变线路档距，输电线路的雷击承受水平也会产生一定变化。在理想环境下，不考虑环境和其他避雷装置的影响，线路档距越大，线路的耐雷击水平就会越高，当线路档距达到一定数值时，输电线路的抗雷击特性会达到最大，当线路档距继续增大时，线路的抗雷特性会保持最大数值不变。

2.6.3输电线路电压设置

以500kV的输电线路为例，一般500kV输电线路都以交流电压传输为主，而交流电压在传输过程中具有周期性，在不同时段中产生的耐雷水平也不同。因此，在防雷措施应用过程中，相位角的不同，线路的耐雷水平也有所不同。一般来说，相位角的90°时，输电线路的耐雷水平最低，在100kA左右，方相位角达到270°时，输电线路的耐雷水平达到最大，数值在200kA左右。

2.7避雷线架设

在输电线路防雷中，避雷线的架设是最重要的手段之一，可以有效降低雷电对输电线路造成的影响。尤其是在空旷区域中，着重加强避雷线的架设，避免雷电直接击中高压输电导线。例如，在2015年7月12日，某电力企业中一处输电线路出现跳闸现象，经工作人员检查发现，由于雷电影响，40-41号铁塔之间的输电线路绝缘层出现损毁，造成了输电线路的永久接地。该事件之后，人们发现在39-40铁塔中，由于避雷线的安装，雷电并没有对输电线路绝缘层造成任何影响，而且还能正常的输送电能，在40-41号铁塔中，同样为架设避雷线，但由于此处低洼，因此也未受到雷电影响。根据实例可以看出，避雷线路的架设，不仅可以避免输电线路遭受雷击，还可以对绝缘层进行有效保护。

结语

综上所述，高压输电线路在供电系统中具有至关重要的作用，在一定程度上影响电力系统的运行情况，为了保证供电系统的安全运行，防止高压输电线路雷击事故的发生，相关的工作人员首先要对雷击事故发生的原因进行分析。

参考文献：

［1］邓仲笳.岳阳电网高压输电线路防雷技术差异化研究［D］.长沙：长沙理工大学，2015.

［2］师伟.雷击特高压输电线路先导连接过程数值模拟研究［D］.济南：山东大学，2015.

［3］顿磊.高压输电线路综合防雷措施的研究与应用［J］.商品与质量，2016（17）.