高压架空输电线路防雷病害的研究综述袁冬婷

高压架空输电线路防雷病害的研究综述袁冬婷

袁冬婷

（国网伊春供电公司黑龙江伊春153000）

摘要：解决高压架有效的减少雷击后的跳闸现象，当前我国高压架空输电线路的防雷击技术还存在着一些问题，对于如何有效的减少雷电事故的发生还需要进行深入的探索研究，在实践中总结经验，不断的对高压架空防雷设计进行改进，让输电线路的防雷技术日益完善。

关键词：高压；架空输电线路；防雷措施；病害；综述

架空输电线路长度有时达数百公里或更多，分布面广，杆塔高出地面数十米到几十米，并暴露在旷野、高山，所以遭受雷击的机会很多。因此，应采取可靠的防雷保护措施，以保证供电的安全。对累积的危害与种类以及防雷措施进行深入探讨，为其在今后发展提供依据。

一、输电线路雷击的危害性

雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。特别是伴随着科学技术的发展，开关和二次保护的产生，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故日益占据主要的地位，不仅影响线路、设备的正常运行，而且极大地影响了人们的日常生活、生产。线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的60%以上。输电线路防雷保护的目的就是尽可能减少张嘴雷害事故的次数和损失。

二、输电线路雷击的分类种类

输电线路上出现的雷电过电压主要有两种，即为直击雷过电压和感应雷过电压。前者雷击线路引起，后者由雷击线路附近地面而产生电磁感应引起。

三、高压架空输电线路遭雷击的形成原因

（一）地形比较复杂、风口以及山谷等地是雷击的主要发生场所。这些比较特殊的环境大幅度增加了雷击频率，在每个雷击日雷云和地面之间的雷击概率可以达到每平方公里0.015次。

（二）一般以在绝缘能力不强的耐张杆上容易发生雷击，虽然目前的技术水平使直线杆塔上的绝缘配置有所提高，却没有把耐张杆的绝缘配置予以提高，进而导致耐张杆要承受比从前更大的负荷，使耐张杆的绝缘薄弱点产生。

（三）雷击经常出现在高山上或者是土壤电阻率比较高的地方。当接地电阻长时间深埋地下会被腐蚀，使导体的绝缘面积有效减少，分散雷电流的能力就会有所下降，严重时会导致地面断裂。质量不合格的接地电阻还容易引发绝缘闪络，接地电阻的变化和雷击跳闸的次数是成正比的。

（四）雷击也经常发生在避雷线保护角的大杆塔上，避雷线的保护范围一般是指以避雷线和外侧导线与垂直线之间的夹角就是保护能力是成反比的。但是在实际运用中，它的保护作用被逐渐弱化，不仅没有很好的保护绝缘子串，还可能导致雷电对输电线的绕击状况发生。

四、防雷常用设施

（一）防雷器的作用

现多数防雷器的工作方式采用开路与短路两种方式。短路方式指在防雷器在遇到瞬间高电压时对地短路，将雷电流导入大地，进而保护变电站内的电子设备，开路是指在同样情况下开路，从而将设备隔离。

（二）避雷针的作用

变电站安装避雷针的原则是所有被保护的设备均应处在避雷针保护范围之内，以免受到雷击破坏。如果避雷针与被保护设备之间绝缘不够的话，就有可能在避雷针遭受雷击之后，使避雷针与被保护设备。

（三）其他防雷设施

传统的建筑防雷并未考虑电子设备的保护问题，导致许多建筑存在防雷缺陷。电子设备的防雷措施主要是靠外壳和内部机构完成，安全率低。

五、输电电线路的防雷方法

弄清了输电路雷击跳闸的发生原因，我们就可以有针对性的对输电线路所经过的不同地段，不同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。

（一）架设避雷线

架设避雷线是高压输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷击导线，同时具有分流作用以减小流经杆塔的雷电流，降低塔顶电位；可以减小线路绝缘子的电压；对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应电压。只有减小保护角才能减少绕击。但是在已经运行的线路铁塔上减少保护角的可行性不大，减少保护角必须从设计开始。

（二）加强线路绝缘

加强高压输电线路的绝缘水平可以降低雷击跳闸率。因为高压输电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压输电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的有效措施。这可以通过增加绝缘子片数来提高架空输电线路的防雷性能，绝缘子片数越多，其耐雷水平越高。但是绝缘子片数增加受到杆塔塔头结构及投资的限制，一般杆塔可以增加2－3个片，增加绝缘子片数对改善线路防雷效果明显。

（三）接地装置改变

降低线路杆塔接地电阻对线路防雷效果较好。杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参考，对一般高度的杆塔，当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号数量确定后，降低杆塔接地电阻对提高架空输电线路耐雷水平、减少反击率是非常有效的。同时尽可能地将接地电阻改善到规定的数值以内，提高杆塔耐雷水平，以满足杆塔绝缘对反击的要求，降低雷电跳闸率。

（四）架设耦合地线

根据规程规定：在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可以增高耦合地线。由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流；同时架设耦合地线有分流和耦合作用，即可以增加地线对导线的耦合程度，降低绝缘子串上的电压，又可以对雷电流起分流作用，从而提高线路的耐雷水平。

（五）安装线路型避雷器

避雷器是变电站雷电侵入波保护的基本措施。随着避雷器制造技术的不断提高和完善，避雷器作为有效的架空输电线路防雷保护装置也逐渐被采用。这种安装线路型避雷器措施适用于山区易击毁线路。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压输电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果，但由于装设避雷器投资较大，设计中我们只能根据特殊情况少量使用。

（六）采用不平衡绝缘

采用不平衡绝缘是同杆架设双回线路防雷的一项重要措施，其原则使两回路的绝缘子串片数有差异，在雷击时，绝缘子片数少的首先闪络，闪络后的导线相当于地线，一方面增多了雷电流分流通道，降低了接地阻抗，另一方面增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平，降低闪络的概率，以保证继续供电。

六、防雷措施的改进对策

针对以上综合分析，为有效的解决配电线路的防雷措施，应对以下几个方面进行整改。

（一）完善避雷器保护

在避雷器的选型上应选用保护性能好的氧化锌避雷器，逐步淘汰炭化硅避雷器。绝缘导线的防雷应尽可能的使用架空绝缘导线过电压保护器，该产品安装时不破坏导线的绝缘层。在配电变压器的高、低压侧同时安装相应电压等级的避雷器进行保护，防止正变换过电压和痕迹换过电压造成变压器设备损坏。

（二）改善配电网的防雷接地装置加强防雷接地装置的电阻测量，确保接地电阻值在合格范围内，加强巡视和检查，有效的防止接地线连接点锈蚀和被盗现象。

（三）适当增加接闪器（避雷针）

在雷击事故频发的杆塔上装设避雷针，避雷针可采用圆钢或焊接钢管制成，其材料直径应符合以下要求：针长1米以下：圆钢直径不小于12mm钢管直径不小于20mm，针长1米至2米；圆钢直径不小于16mm钢管直径不小于25mm。

（四）防止雷击断线措施

根据实际调查，目前使用的绝缘导线多数不带钢芯，而发生雷击断线的导线基本都是不带钢芯的架空绝缘线，也就是说在雷电密集区域不适合使用不带钢芯的架空绝缘线。

结束语：

雷电活动随机性强，影响输电线路雷击跳闸率的因素也有很多，有一定的复杂性。为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑高压输电线经过地区雷电活动强弱程度、地开形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压输电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压输电线路的耐雷水平，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献：

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[2]杨钟益，关于送配电线路的防雷与接地技术的探讨，科技信息，2011.11（下）33期

[3]邓益民，关于架空输电线路有效防雷措施的探讨[J]，山东工业技术，2015（03）期

[4]郭春宇，浅析输电线路的防雷措施，工程技术，2015年9月（刊）