高压输电线路的防雷技术

高压输电线路的防雷技术

赵庆

内蒙古超高压供电局集宁输电管理处 , 内蒙古 乌兰察布 012000

摘要：输电线路是电力系统的大动脉，在保障民生和经济社会发展等方面发挥着重要作用。为了避免供电系统被破坏，输电线路应当安装相应的防护设施。在雷雨天气时，高压雷电流会破坏电力设备与输电线路稳定运行，所以提高输电线路的耐雷水平十分必要。本文主要分析高压输电线路防雷浅析

关键词：高压输电线路；雷击跳闸；驱雷；雷电

引言：

输电线路作为电网事业中的一个重要组成部分，其运行好坏直接影响着电网发展的稳定性。在输电线路运行中，不可避免的会遭遇一些自然雷击事故，引发一些故障和事故发生，另外在输电线路运维过程中，也会碰到或大或小的问题，这些问题在一定程度上阻碍着输电线路稳定运行，因此本文就输电线路的防雷设计与输电线路运维技术进行讨论分析，提出一些可行性的建议，以供参考。

1雷电对电力输电线路的危害

雷电具有不确定性，强烈，破坏力大，能在瞬间产生巨大的磁场效应。因此，雷击输电线路时，雷击会导致绝缘体失效，引起电压过高而引发跳闸，从而造成电力事故，危害人民生命财产安全。雷击即带电云层对大地放电时对中间建筑物及电气电子设备造成损害的过程，而高压架空输电线路作为近地空中建筑，其遭受雷击的强度和频率之高不言自明。雷击对于世界范围内的高压输电线路的影响和危害都是十分严重的，轻则导致输电线路的绝缘子发生闪络而引起输电线单相接地或者跳闸，造成对用户供电的短暂中断；重则由于雷击电流在输电线路中形成雷电进行波在线路中传播，导致避雷器爆炸或者破坏主变压器的绝缘保护设施，进而对用户供电造成长时间的中断。此外，在特定情况下的雷击会在输电线路中产生一定强度的电流，但其产生的电压值小于绝缘子串的绝缘值，只降低绝缘子的绝缘值而不会直接造成绝缘子闪络，但是会削弱输电线路后续的抗雷击能力。雷电对高压输电线路的危害主要由雷电冲击波电流产生的过电压导致，输电线或杆塔及避雷线受雷击产生的过电压，主要分为直接雷击过电压和感应雷击过电压，前者主要是由高压输电线路受雷击造成的，后者主要是由避雷线及杆塔受雷击造成的感应电流造成的。其中，雷电直接或者绕开避雷线而击中输电线即为直击或绕击，此时雷电流会在输电线中直接产生高压电流而导致绝缘子串发生闪络；雷电击中避雷线或者杆塔等设施称为反击，由于所产生的高压电流不能及时疏导而在输电线路形成高压差，进而造成绝缘子闪络的发生。

2输电线路防雷原理的探究

2.1合理选择路径

雷电对线路的主要影响因素包括线路附近区域的地理位置、地貌、天气情况、雷暴日等，这些因素会对电线的工作环境造成影响。因此，在进行防雷设计之前，需要先调查清楚当前地区的实际情况，然后对收集到的气象资料进行分析，尽量避开山谷、密林、河流、山峰等雷电多发区域，降低雷击现象的发生频率。

2.2防雷措施

我国市面上使用的防雷措施主要为几种，分别为架设避雷线、降低杆塔接地电阻、安装避雷设备、加强线路绝缘以及装设耦合地线，这些措施可以提高线路的绝缘等级或者增强雷电流泄流效果，提升线路的避雷效果。当设计人员确定了线路路径之后，其需要使用防雷措施降低电磁场、强电流、热效应的危害，利用接地线将电流引导进地面中，避免输电线路损坏。防雷设施的设计与雷击强度、电流峰值以及整定电流相关，也受到电阻、避雷线等设备参数的影响。

2.3安装继电保护装置

继电保护装置可以对线路进行有效保护，能够将雷击的影响范围进行合理控制，从而达到减小停电范围的效果。自动重合闸的合理选用，有助于线路在遭受雷击跳闸后迅速恢复。由于线路绝缘具有恢复功能，多数雷击引起的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后迅速去电离，使线路绝缘不会永久损坏老化，自动重合闸效果良好。

2.4"疏导式"防雷保护

我国避雷设施的核心策略为努力提升线路的雷电抵抗能力，降低雷电跳闸带来的威胁。电网企业将雷电跳闸率作为衡量防雷措施效果的重要标准，防雷保护较多的采用"堵塞型"防雷方式，这种方法主要应用在电源较少，电网薄弱的环境中，但是在一些电源较多的线路中使用效果却并不理想。所以，基于线路运行维护经验，技术人员根据间隙防雷的特点再次提出了"疏导型"的防雷保护措施，允许线路存在一定的跳闸情况，将间隙设备与绝缘子进行连接，引导工频电流，保护绝缘子的完整性，减少雷击事件的危害。在实际应用中，应根据线路情况合理选择"堵塞型"与"疏导型"保护措施，提升防雷保护能力。

3高压输电线路防雷措施

3.1防雷击防护措施

输电线路架设一般主要涉及110 kV及以上电压等级的线路。架设的避雷线对输电线的防雷作用很大程度取决于保护角的设定范围，在500kV及以上的超高压线路中保护角一般应小于15°，特定地区如高山区域等则需要保护角为负值，而在330kV以下电压等级线路中保护角则应设定在20°~30°之间。此外，对于500kV以上线路架设避雷线时应充分考虑防止雷电绕击的发生，可通过屏蔽角计算来确定最佳避雷线保护角。避雷针作为接引雷电的装置，一般与避雷线联合使用，以形成对输电线路有威胁的雷电的接引、疏导、释放，进而保护线路免遭雷击危害。对于220kV线路，避雷针是必备的防雷设施，通常在输电线路的杆塔挂靠点处侧向安装2个避雷针，其与杆塔约成45°夹角。对于避雷针接引雷电瞬间形成的雷电屏蔽效应，采用一般的防雷措施可起的作用较小，但与消雷器联合使用可以很好地解决这一问题。

3.2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，一般在高压输配电线路杆塔高于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，采用三角接线方式布置三相导线，可以提高避雷线的顶点高度，有效地减小了避雷线保护角，减小了避雷线保护角，可以大大降低输配电线路的雷击事故，提高输配电线路的安全性。

3.3改变线路绝缘性

绝缘子的使用是目前较为普遍的防雷措施之一，在高压输电线路上安装绝缘子，能有效地减少雷击损失。采用绝缘子防雷，一般原则是支撑导线，防止电流回流。因此，在电网建设中，应加强对绝缘子的检测和管理，严格控制其质量指标。对于已经安装好的绝缘子，应按照输电线路的相关规程，定期进行绝缘子检测，对发现的低值、零值绝缘子，及时更换不合格产品。一般情况下，高压输电线路杆塔越高，遭受雷击的可能性就越大，因此在大面积使用高杆塔的区域非常容易遭到雷击。不平衡绝缘方式具有较强的经济性，且操作更加方便，可有效提高线路绝缘等级，增加回打和绕打的耐雷性。中高杆塔采用大爬距悬式绝缘子，适当增加绝缘子片数，增加杆塔顶部的空间距离，增加避雷线与跨越档距大的导线之间的距离，可以改变线路的绝缘性，提高其抗雷击能力。

结语

总之，在高压输电线路的运行过程中，雷击问题不可避免，极易影响线路的安全和供电稳定。因此，防雷工作必须从实际出发，因地制宜，通过对当地雷击事故进行分析，实现对高压输电线路防雷方面的良好改进，降低雷害损失。

参考文献

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[2]黄福彩.高压输电线路防雷技术措施探讨[J].中小企业管理与科技，2013，15（16）：258-259.