输电线路架空输电线路防雷设计

输电线路架空输电线路防雷设计

高东升

国网福建省电力有限公司泉州供电公司， 福建 泉州 362000

摘要:输电线路的垂直高度落差较大，冷暖空气更易交汇，空气对流现象频繁，这些是导致输电线路经常发生雷击的主要原因。在防雷保护过程中，可采取加强架空线路的绝缘水平，改善接地装置，安装侧向避雷针，减小线路保护角，安装氧化锌避雷器等措施来提高输电线路的防雷水平，最大程度减少输电线路因雷击而造成的经济损失。

关键词:输电线路；防雷技术设计；运维措施

引言

架空输电线路大多较长，且沿线经过山岭、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷电活动频繁地区，遭受雷击的机率较高。雷击架空输电线路引起跳闸是最常见的雷害事故，不但影响电力系统的正常供电，增加线路及开关的维护工作，而且由于输电线路上落雷，雷电波会沿线路侵入变电站，若变电站设备保护措施不完善或失灵，往往会损坏站内设备的绝缘，造成重大损失。为此，在输电线路的设计中必须重视防雷设计，通过采取综合的防雷措施，以提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，确保线路和站内设备的安全运行，进而提高电网供电可靠性。         1.架空输电线路雷击的种类分析         1.1感应雷         1.1.1电磁感应雷         当雷电放电时，会产生较强的雷电流，能够在空气中形成变化较快的磁场，从而形成了电磁感应雷。这种电磁感应雷能够感应出较大的电动势。电磁感应雷与架空输电线路之间会产生电磁火花，产生的高电位能够沿着架空输电线路传送到建筑物或者变电站内部，从建筑物内用电设备造成伤害。         1.1.2静电感应雷         静电感应雷为当雷电云层运动时，在架空输电线路顶部的会产生与雷电云层电性相反的电荷，当雷电云层放电之后，雷电运行包含的电荷就转变为自由移动的电荷，这就会产生较高的静电电压，该静电电压的能够达到几十万伏，会引发架空输电线路顶端出现不同程度的放电现象，从而产生电火花，引发爆炸。火灾等危害。         1.2直击雷         1.2.1绕击雷         雷电绕过架空输电线路中设置的避雷线路而对架空输电线路产生危害。该类雷电事故的发生主要与架空输电线路的杆塔高度、架空输电线路导线保护脚设计及架空输电线路所处区域的地质、地貌等条件有着直接关系。为了防止绕击雷对架空输电线路危害，在进行架空输电线路设计时，可以设置高空雷电拦截先导，防止绕击雷进入到接地体的绕击区域。         1.2.2反击雷         反击雷的形成过程是电流流过塔体和接地体引起杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。在进行架空输电线路反击雷的设计时，应尽量的使整个线路接地电阻降低，提升架空输电线路的耦合系数，同时增强架空输电线路内高压线路的绝缘性能。         2.架空输电线路的防雷技术与措施         2.1选择合理的输电线路路径         通过相关的实践说明，一般遭受雷击的线路都集中某一地段，我们将其称之为易击区或者选择性雷击区。通常情况下，容易发生雷击事故的地段包括：其一，雷暴走廊，比如，顺风峡谷、山区风口等处；其二，周边为山丘的潮湿盆地，比如，铁塔周边有水库、灌木、湖泊、鱼塘等处；其三，土壤电阻率含有突变的区域，比如，岩石和土壤的交界处、岩石山脚下为河谷等处；其四，土壤电阻率差异不大，比如，具备良好土层的山丘、突出的山顶等处；其五，地下含有导电性质矿物的地面、地下水水位较高的地方等。因此，在架设输电线路的时候，一定要应用合理、科学的技术措施，尽可能避开上述容易发生雷击的区域，如果一定要进行相应的架设，必须采取相应的保护措施，避免线路受到雷击遭到破坏。         2.2提高线路绝缘的水平         在架设输电线路的时候，一定要加强对绝缘子的选择与使用，并且对合成绝缘子的监测工作与检修维护工作进行充分的考虑。通常情况下，合成绝缘子和瓷绝缘子相较来说，前者的耐雷能力稍差，但是在实际应用中，可以发现其是一种不可击穿的结构，当在空中出现放电情况的时候，基本上不会导致绝缘性能出现不可逆的破坏，在绝缘性能可恢复方面具有一定的优势。所以，针对雷击次数较多或者雷电活动频繁的区域，可以装设一些普通的合成绝缘子，并且对其耐雷击性能进行相应的试验，符合标准的即可使用。除此之外，还可以对绝缘子的装设高度进行调整，确保合成绝缘子具有充足的干弧距离，增强线路的耐雷击能力，同时，在达到导线弧垂距离要求的基础上，还可以加设一些瓷绝缘子。         2.3降低杆塔接地电阻         降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。对于一些土壤电阻率较高的高山、岩石等地带，常采用换土、敷设射线、埋设连续伸长接地体等方法，一般都能起到较好的降阻效果，另外现在新提出一种针刺接地装置降阻方法，从实验中得到很好的效果。因此良好的接地是线路得以安全运行的根本保障，如果接地满足不了要求，雷电流就会出现泄流不畅的情况，使杆（塔）顶电位升高，对线路造成反击。因此，防雷与接地密不可分，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能卓有成效。         2.4装设架空地线避雷针         在架设输电线路的时候，通过合理装设相应的避雷针，可以有效提高线路的屏蔽性能，并且加强引雷的作用，进而在一定程度上，减少发生雷击故障跳闸的次数。通过相关实践研究说明，在架空地线上装设相应的避雷针，可以在很大程度上，增强避雷针的作用，进而确保输电线路运行的可靠性与安全性。         2.5装设线路型避雷器         当架空输电线路应用增强线路绝缘水平、架设避雷线、降低杆塔接地电阻等综合防雷技术措施之后，依然无法有效降低雷击对线路运行影响的时候，一定要加强对线路型避雷器的应用，进而有效增强线路杆塔的耐雷击性能，这样不仅可以提高线路的防雷水平，还可以有效避免土壤电阻率过高对线路杆塔防雷的影响，进一步确保了输电线路运行的可靠性与安全性。         2.6装设引弧间隙         在以往的防雷工作中，一般均是以防、堵为主。但是因为雷击属于自然现象，是不可能事先进行预测的，也很难掌握其发生的规律，进而也就无法彻底根除雷击带来的损害，针对这样的情况，我们一定要进行深入的分析与研究，通过装设引弧间隙的手段，加强对雷电流的疏导，进而降低雷击对输电线路的损害。通过引弧间隙的装设，可以有效保护绝缘子串，尽可能降低发生绝缘子永久性故障的概率，提高绝缘子的运行效率。         2.7架设耦合地线         在无法实施降低接地电阻措施的时候，可以通过架设耦合地线的方式，减少发生雷击跳闸事故的次数，特别是对于一些架设在山区的输电线路而言，可以根据实际情况，予以采用。通过架设耦合地线，不仅可以增加各相导线之间的屏蔽耦合效果，降低绝缘子串的电压与等值波阻抗，增强输电线路的耐雷击性能，还可以增强杆塔对雷电流分流的作用，有效降低杆塔的电位。当然，在架设耦合地线的时候，也存在着施工困难、约束条件多、电能损耗大等缺点，并且还要求对周边树木进行砍伐，破坏了一定的生态环境，因此，在应用此种防雷技术措施的时候，一定要进行全面、综合的考虑，进而确保输电线路防雷工作的社会效益、经济效益与环境效益。         结束语         为了有效防止和减少雷害对输电线路造成的破坏，在输电线路综合防雷设计过程中，要充分结合工程特性，考虑输电线路工程区的雷电活动频率及强弱程度、地形地貌、土壤电阻率等相关因素，同时还要结合工程区已投运输电线路的运行经验、技改经验等，通过技术、经济等方面的综合比较分析，比较出较为优越的综合防雷设计方案，确保输电线路具有较高的防雷和耐雷能力。         参考文献：         [1]潘广亮.浅析架空输电线路的防雷接地[J].电子世界，2012（17）：21-22.         [2]李景丽，蒋建东，李丽丽.浅谈架空输电线路的防雷设计[J].电网技术，2013（1）：211-217.         [3]丁洪民.浅谈架空输电线路防雷接地的设计要点[J].无线互联科技，2013（12）：153-153.

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