架空输电线路的防雷

架空输电线路的防雷

李君吉

国网呼伦贝尔供电公司海拉尔输电工区 内蒙古省呼伦贝尔 021000 [摘要]由于架空输电线路的线路长度较长,杆塔数量较多,途径的地形复杂,常常经过雷暴多发区段,所以对于架空输电线路的防雷措施进行研究,具有重要的意义。本文从输电线路雷击跳闸的危害、雷击故障的主要类型和线路上常用的防雷措施等三个方面出发,对架空输电线路防雷工作进行分析,重点对于线路.上常用的防雷措施进行了研究,正确的实施线路的防雷措施,对于线路预防雷击故障具有重要的价值。 1输电线路雷击跳闸的危害.

在日常运行过程中，架空输电线路的安全稳定运行会受到雷击的影响,雷击也会造成绝缘子和其他电力设备的损坏，电力设备的损坏和雷击造成的跳闸故障都将给供电企业带来损失。早期的输变电工程建设过程中,预防雷击主要只考虑到绝缘子的性能要求,但是在当今时代,强调的是供电可靠性和坚强智能电网,对于输变电设备的整体的防雷保护的要求,将会更加严格，差异化的防雷措施正在越来越多的运用在输变电设备上,能够有效的预防雷击对于架空输电线路的危害。在电网系统中,架空输电线路起着输送电能的关键作用，它的安全稳定运行对于整个电力能源网起着至关重要的作用。但是架空输电线路架设在空旷的户外,线路长度漫长,很多处于易于遭受雷击的山坡等恶劣地理位置，同时也有很多处于雷暴多发区域,因此,架空输电线路经常遭受雷击事件,很容易发生雷击跳闸故障,影响供电可靠性。 2雷击故障的主要类型

一种为雷直击杆塔故障，由于架空输电线路的日常运行维护的需要,在长长的线路走廊中,经常会跨越低压线路、通讯线路、公路、江河、树木等,需要将杆塔建设的尽量高一些，这样有利于日常的运行稳定性和安全性。杆塔的高度比较高,又独立的耸立在荒野上,很容易遭受到雷击现象。当雷电击中杆塔,并且瞬间击穿绝缘子时,就会造成单相接地的线路跳闸故障。

二种为雷直击导线故障,雷电绕过避雷线的屏蔽作用,击中导线,使得绝缘子发生闪络现象，引发线路跳闸故障,这种闪络故障也叫绕击闪络故障。

三种为雷击线路周边故障,雷击过程中,击中架空输电线路周边区域时，可能造成架空输电线路形成瞬时间的感应过电压,过大的感应过电压产生极大的电荷量,击穿绝缘子,造成绝缘子闪络故障。

3线路上常用的防雷措施

3.1 减小避雷线的保护角

避雷线可以对绝缘子起到很好的保护作用，减小避雷线的保护角可以使线路预防雷击的效果更加显著，在相同条件 3.2增强线路绝缘水平

适当增加绝缘子的爬电距离,比如增加片数、使用爬电距离更大的绝缘子类型、使用更长的绝缘子等,能够提升雷电击穿的电压幅值,可以提升线路的耐压水平,达到增强绝缘水平的目的。但要做好输电线路与变电站之间的绝缘配合,避免架空输电线路成功防范雷击，却造成雷电波入侵并损坏变电站设备的事件发生。

3.3降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻对于防范雷击有着重要的意义，在线路杆塔的绝缘电阻高的情况下,雷击杆塔时,杆塔顶部电位更大,绝缘子将会承受更大的电压,更容易被击穿,但是在线路杆塔的绝缘电阻小的情况下，雷击杆塔时，杆塔顶部电位更小，绝缘子将会承受更小的电压,不容易被击穿。降低绝缘电阻有多种方法，比如延长接地体长度，增加接地体的埋入深度,使用新型石墨烯接地体,使用降阻剂等,都可以有效降低接地电阻。 由于架空输电线路所处地理位置复杂，很多地区的土质为绝缘电阻较高的地质条件,采用降低杆塔绝缘电阻的方法,对于防范雷击危害是一种可行的方案。对于较高电压等级的架空输电线路、处于雷暴多发区的线路杆塔、 重要输电通道的线路杆塔,采用降低杆塔绝缘电阻的方法,来预防雷击故障，可以作为一种较好的方法。 3.4架设耦合地线

耦合地线往往架设于线路导线的下方部位，架设耦合地线也是防范输电线路雷击故障的较好的方法，采用架设耦合地线的方法,可以降低雷击时绝缘子上的感应电压,防范绝缘子被过大的瞬时感应过电压损坏。架设耦合地线能够起到对雷电流的分流作用,对于减小架空输电线路的反击雷跳闸率，有较好的效果。实践证明，当线路杆塔处于较差的地质条件下,比如山区岩石地带,杆塔的绝缘电阻不容易进行降低时，采用架设耦合地线的方法,对于防范雷击危害有很好的效果。3.5加装保护间隙

架空输电线路有疏导型和阻塞型的防雷措施，之前的一些防雷措施是属于阻塞型的措施，它们可以提升架空输电线路的耐雷水平。相比而言，也有一些防雷措施是属于疏导型的,比如加装保护间隙。加装保护间隙，可以通过在绝缘子之间加装并联间隙来实现,将间隙装置并联在绝缘子之间,可以增大间隙的空间，使雷电的闪络在间隙之间发生,起到疏导防雷的作用,实现避免电弧损伤线路的现象。安装保护间隙时,在绝缘子的两端,并联一对招弧角,此招弧角长度小于绝缘子的长度。并联间隙，可以转移和疏导工频电弧，可以改良工频电场,还可以改变雷击闪络路径,是具有多种功效的防雷装置。并联间隙的电极,也叫作均压引弧环或招弧角，这与它的结构有较大的关系 3.6安装可控放电避雷针

可控放电避雷针，在500kV架空输电线路中有较为广泛的应用,它属于塔顶形式的避雷针。可控放电避雷针具有特殊的结构,通常安装在架空输电线路的杆塔顶端。它可以有效降低线路的绕击率,从而达到预防雷击故障的作用。可控放电避雷针的优点在于，它的针头处于一种浮动状态，可以形成较为均匀的电场,储存其感应到的雷云电场能量,当其储存的能量达到临界值时,就会进行放电,拦截雷电,使得送电线路免受雷击的损害。

3.7 安装线路氧化锌避雷器

氧化锌避雷器,可以抑制雷电过电压引起的内部过电压，也可以抑制操作过电压引起的内部过电压。氧化锌避雷器可以减小雷击架空输电线路放电时的最大值，从而起到保护输电线路的目的。氧化锌具有非线性的伏安特性,在架空输电线路正常运行时,流过氧化锌避雷器的电流极小,不会影响线路的正常运行。但是当出现过电压,比如雷电压时，氧化锌避雷器的电阻会产生一种急剧的降低，从而起到疏导雷电流的作用,保护架空输电线路不受雷击的伤害,同时,在雷击过后,氧化锌避雷器又恢复到正常的运行状态。 4结论及展望

通过减小避雷线的保护角、增强线路绝缘水平、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、加装保护间隙、安装可控放电避雷针和安装线路氧化锌避雷器，都可以对架空输电线路的防雷工作起到好的效果,在实际的线路杆塔设计、运行、改造过程中,应该根据实际情况,具体问题具体分析,探求和实施一个最优的防雷方案。同时在架空输电线路运维过程中,充分利用雷电定位系统等新技术、新方法，进行雷击故障点的辅助查找,将可以起到事半功倍的效果 参考文献

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[2]荣禧.高压架空输电线路防雷措施探讨[J].军民两用技术与产品，2017(10).