输电线路差异化防雷技术研究与应用

输电线路差异化防雷技术研究与应用

梁海涛

国网山西省电力公司阳泉供电公司 山西 阳泉 045000

摘要:根据作用方式的不同，雷电可以分为感应雷和直击雷。对于感应雷的防范已经较为成熟，直击雷是目前防雷技术的主要研究对象。广东省清远市为丘陵地形，气候湿润，春夏季节常出现雷雨天气，极易发生雷击，为了能够有效地降低雷击造成的输电线跳闸率，减少雷击造成的停电现象，必须对输电线及杆塔进行防雷改造。防雷改造需要选择合适的防雷技术，并且要制定合理的防雷方案。

关键词:输电线路；雷击影响；防雷措施

1 防雷技术及差异化防雷策略

1.1 防雷技术

1.1.1 合理选择输电线路路径

在某些区域中，由于土质电阻率小、位置较高、与地下水较近等原因较容易引雷。架设输电线路时，应当尽量避免在易引雷地区建设杆塔；防雷建设时，对于易引雷地区也应当重点关注和建设。

1.1.2 加强线路绝缘水平

输电线进行防雷建设或改造时，可以通过增加绝缘子片数的方式来加强线路绝缘水平。对于已处于输电状态的线路，如果绝缘水平不符合要求，必须在接地端加装一片绝缘子。在加装一片绝缘子有困难时，可以将旧绝缘子更换为新型绝缘性能高的绝缘子，也可以达到提高线路绝缘水平的目的。

1.1.3 降低杆塔接地电阻

雷电击中杆塔或杆塔避雷针时，接地电阻的大小对杆塔塔顶电位的影响非常大。接地电阻过大，会导致杆塔电位太高，从而影响输电线的输电安全。所以必须应用一些使得杆塔接地电阻尽量低，目前常用的方法包括深埋接地极、使用接地体和对土壤使用降阻材料等。这种防雷措施所需费用较少，且防雷效果显著。

1.1.4 架设避雷线

避雷线在雷击发生时能够对雷电进行有效分流，能有效屏蔽雷电对输电线的影响。避雷线是接地线，但它并不直接接地，而是通过杆塔进行接地，这样做能够更好地保护输电线。通常在针对110kV输电线的防雷保护中，避雷线的绝缘子必须留一些空隙，以防止由于避雷线上电流过大，从而产生大磁场，影响输电线。

1.1.5 加装并联间隙

并联间隙在杆塔遭受雷击时能够有效保护绝缘子，它的安装方式就是将2个金属片安装在绝缘子串上，2个金属片之间的距离大致为绝缘子串长度的85%。单回路杆塔上安装并联间隙，位置一般选择在绝缘子串的向上一侧；直线塔安装并联间隙，在绝缘子的上下侧都要安装。应该注意的是：重点保护的输电线不宜采用并联间隙。

1.1.6 安装可控放电避雷针

可控放电避雷针与传统避雷针的区别在于它可以对自身电场进行控制，在雷电到来之前形成上行电场，从而引导雷电上行，可以减小雷击电流，有效避免雷击故障。它的安装位置一般在杆塔顶部。

1.1.7 安装线路避雷器

杆塔防雷施工应用线路避雷器时，需要将它与绝缘子串进行并联，目的就是为了保护绝缘子。雷击发生时，避雷器动作，雷电从避雷器经过，绝缘子被保护。早期由于避雷器价格较贵，所以只有其他措施尝试无效后，才会使用避雷器。近年来，随着材料价格的降低和技术的进步，避雷器正在获得广泛的使用。

1.2 差异化防雷策略

差异化防雷策略就是对各条输电线路的整体情况进行评估，根据线路重要等级、线路所经区域的雷击情况、线路结构特点等，对输电线路进行精准化、差异化的防雷改造，既要保证线路的防雷安全，又能够最大程度地降低防雷施工成本，得出最佳防雷解决方案。差异化防雷策略包括2个部分。1）差异化防雷评价体系，要根据输电线的防雷技术参数、输电线自身结构、线路所处区域雷及参数等，对输电线进行综合评价，评价出各杆塔的雷击跳闸率，为差异化改造提供依据。2）差异化防雷改造，根据输电线的差异化评价，对输电线进行有针对性的改造，提高输电线杆塔的耐雷击能力，降低输电线整体的雷击跳闸率。

3 防雷措施探讨

3.1 避雷器防雷

随着电力用户对用电量需求的增加，电力系统的输电工程变得非常浩大;与此同时输电线路搭建过程非常复杂，保证输电线路安全稳定运行，就必然做到将外界干扰降到最低。为了使野外搭建的输电线路避免雷击，采用避雷器防雷，虽然采用避雷器可以非常有效的使输电线路的抗雷击干扰性能提高，但由于大多数输电线路架设环境复杂，避雷器并不是所有环境下都适用，要按照具体环境来决定避雷器的分布，并且避雷器应该科学且有计划的安装，这样才能最大化的利用避雷器进行输电线路防雷。在合理安装的过程中，一定要考虑两个方面，就是要重视避雷器的安装和重视安装后的检查工作。在安装避雷器之前，一定要对当地的环境和气候充分把握，从而使得避雷器的分布合理，在特别关键的位置安装避雷器以达到全面避雷保护，使得效益最大化，还要结合以往线路被雷击的经验，在遭受雷击严重的区域进行防护;在安装完避雷器以后，应该及时的对安装好的部分进行严格的检查工作，确保其达到了安装标准。

3.2 降低接地电阻防雷

降低接地电阻是对输电线路杆塔非常有效的一种防雷方式，能够以非常有效的方式降低杆塔顶部的电位。当雷直击杆塔时，不会因为杆塔塔顶电位太高造成输电线路的绝缘子被击穿而引起过电压跳闸故障。因此线路的接地电阻的大小间接反映了输电线路的防雷能力。一般降低接地电阻的方法有三种:采用降阻剂、采用爆破接地技术和增大接地面积，其中降阻剂虽然呈偏碱性能够很好的保护接地体，但是还是会一定程度上腐蚀接地电阻，因此只能适用于短时间使用。想要长期降低接地电阻，现在常使用后两种方法。采用爆破接地技术进行防雷，主要是改良土壤，向爆破后的土壤里加入降电阻率材料，从而降低接地土壤的电阻率达到降低接地电阻的效果，提高防雷能力。

3.3 减少避雷线保护角防雷

减少避雷线保护角是一种“堵塞型”防雷技术，保护角就是避雷线和外侧导线间的垂直夹角，在一定程度上减少保护角能够提高绝缘等级和耐雷水平，对雷电进行封堵作用，可以有效避免线路断线的发生。保护角应该在线路架设完成之前就要做好预算，因为在线路运行时不能改变保护角，一般在输电线路杆塔高于40m时尽量将保护角设计在5°以下，深山遭受雷电的几率更大，因此深山的线路保护角应该比平原的保护角更小。具体操作时，可以将三相导线按照三角形接法排列，以提高避雷线顶端高度从而有效减小避雷线保护角，避雷线保护角的减小能够显著降低雷击事件，使得输电线路更加安全。

3.4 采用绝缘避雷线防雷

安装避雷线是防雷措施中对抗雷击的直接有效的一种措施，因为避雷线一般直接接地，能够有效保护输电线路不被雷直击中，除此之外还能够有效降低雷击产生的过电压，就算是被雷直击中也不用担心雷击产生的过电压会造成跳闸故障。避雷线与输电线路还具有耦合作用，因此还能够增大耦合系数确保输电线路的耦合作用，达到防雷效果。除常见的避雷线防雷措施，还有种避雷线通过绝缘子串再与输电线路相连接，达到避雷线绝缘，从而更加有效的保障了输电线路的正常运行。一般情况下，普通避雷线到三相导线的距离是不一样的，因此产生的互感也就不一样，若避雷线直接接地，互感产生的电流就会直接进入大地造成电能损耗;若将避雷线通过绝缘子串与大地保持一种相对的绝缘状态，此时就不会产生感应电流，也就不会产生能耗或能耗较小。

结语

关于输电线路的防雷措施探讨，可以了解到防雷措施的重要性，好的防雷措施能够有效的保障输电线路的安全稳定运行。雷电防御对于输电线安全输电至关重要，各种防雷技术能够有效地提高输电线路的耐雷水平。该文采用差异化防雷改造策略，对线路进行防雷改造，合理利用各种防雷技术，兼顾了降低施工成本和改造防雷设施的双重目标，有效地降低了输电线的雷击跳闸率。

参考文献:

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