输电线路防雷保护和运行对策

输电线路防雷保护和运行对策

朱昱龙朱德孙

（安徽送变电工程有限公司安徽省230012）

摘要：雷电是一种很不规律的自然现象，随着人们经济生活的迅速发展，雷电灾害给人类带来的伤害和破坏愈来愈难以准确计算和预测。人类在长期与之进行斗争的过程中，逐步掌握了雷电灾害的发生和危害的一些主要规律，并总结出比较完善的雷电防护经验。笔者通过对几个典型雷击案例的分析，介绍近几年来防雷减灾工作的基本情况、工作经验，对连城雷电活动规律进行研究总结，寻找适合连城地区的最佳避雷措施。

关键词：输电线路；防雷；运行对策

一、输电线路雷击的缘由

1.输电线路防雷保护的作用

输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各个变电站、各重要用户的纽带。输电线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。因此，输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位，是实现“强电强网”的需要，也是向工农业生产、广大人民生活提供不间断电力的需要。

由于我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），所以雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨越江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，所以遭受电击的机会较多。据统计，我国电力系统各类事故、障碍统计中，输、配电线路的雷害事故占有很大的比例。由于输电线路对于保“网”的重要地位，如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。

输电线路雷害事故引起的危害，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及开关设备的维修工作量，而且由于输电线路上的恶落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。而在电力系统中，线路的绝缘最强，变电所次之，发电机最弱，若发电厂、变电所的设备保护不完善，往往会引起其设备绝缘损坏，影响安全供电。由此可见，输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电量损失的关键。做好输电线路的防雷设计工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电所，发电厂安全运行得到保障。

2.输电线路防雷保护方法

目前，我国输电线路防雷保护主要有以下几个方面：合理选择线路路径；架设避雷线；降低杆塔接地电阻；在部分地段装设避雷器；提高线路整体绝缘水平。

这几种方法在目前的输电线路防雷保护中运用得非常多，在线路路径受地形和投资限制，选择范围不大的情况下，架设避雷线，降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平成为防雷设计的主要方法。避雷线、杆塔接地电阻、避雷器、线路绝缘的设计标准在各类规程和技术规范都有较为详细的阐述。

在选择设计输电线路的防雷设施时，应按照当地的累点活动情况、系统的中性点接地方式、输电线路的绝缘情况、有无自动重合闸或备用自投装置、负荷的重要程度等各项条件来综合考虑，并按照技术经济比较的结果来做出决定采用最佳保护方案。

在输电线路防雷保护中，必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效地保护技术措施，制造相应的保护装置，以满足不断发展的电网要求。

输电线路防雷保护工作必须一切从实际出发，要充分听取各种意见，科研、设计、施工和运行部门应紧密结合，通力协作，根据当地雷电活动情况和电力网的具体特点等，进行充分的技术经济论证，保证防雷保护的设计方案技术先进、方案合理。

二、输电线路设计与运行中的防雷对策

（一）架设避雷线

架设避雷线是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直击导线，同时还具有分流作用、耦合作用和屏蔽作用，从而减小流经杆塔的雷电流，以降低塔顶电位，减小线路绝缘子的电压，降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此，从理论上来说，110kV及以上电压等级的输电线路均应全线架设避雷线。同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角以20°～30°为宜。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角以15°为宜。

（二）安装线路避雷器

近年来，随着金属氧化物避雷器技术的成熟，以及制造成本的降低，在输电线路运用避雷器保护已经逐渐被人们认同，国内外已有充分的运行经验，安装避雷器的杆塔基本上不出现雷击跳闸，目前我国各地都在大量进行应用。加装线路避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。

线路避雷器有两种类型，即带串联间隙和无串联间隙两种，因运行方式不同和电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。线路避雷器安装时应注意：要选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好在两侧相临杆塔上同时安装；垂直排列的线路可只装上下两相；安装时尽量不使避雷器收力，并注意保持足够的安全距离；避雷器应顺杆塔单独敷设接地线，其截面不小于25平方毫米，尽量减小接地电阻的影响。

（三）降低杆塔接地电阻

杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数，对于一般高度的杆塔，当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号和数量确定后，降低杆塔接地电阻对提高架空送电线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。当杆塔型式、尺寸和绝缘子型式、数量确定后，影响线路反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的阻值。各种电压等级，线路耐雷水平均随杆塔接地电阻的增加而降低。依据雷电流幅值累积概率分布的固有特点：低幅值雷电流出现的概率明显大于高幅值雷电流出现的概率。由此可知，随着系统标称电压的提高，杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。根据不同地形、土质，采取不同的改造接地网的技术方法，可有效降低所改造杆塔的接地电阻。实践证明，改善接地是很有效的防雷改进措施。

（四）架设耦合地线

在降低杆塔接地电阻有困难时，可以采用在导线下方架设地线的措施，其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用以降低绝缘子串上的电压。此外，耦合地线还可增加对雷电流的分流作用。运行经验证明，耦合地线对降低雷击跳闸率的作用是很显著的，尤其在山区的线路其效果尤为明显。

（五）保护间隙防雷

在中性点直接接地的电网中，保护间隙被击穿时，要发生短路现象，其原因是保护间隙击穿时，就和中性点接地处形成单相短路回路。在中性点不接地的电网中，当两相间隙同时击穿时，就要发生相间短路。由于间隙击穿时不能自动灭弧，所以会引起电源侧断路器自动跳闸，从而对输电线路及其设备起到保护作用。

三、结语

总而言之，提高输电线路防雷水平，减少雷击对电力设备的损坏，降低雷击跳闸率，对保证电力系统的稳定、可靠供电具有重大意义。综上所述，在输电线路防雷保护中，必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效的保护技术措施，以满足不断发展的电网需要。

参考文献

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[2]董振亚.电力系统的过电压保护[M].中国电力出版社，1997：108-150.

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