高压输电线路防雷技术研究

高压输电线路防雷技术研究

李丹

善能工程勘察设计有限公司，河南郑州， 450000

摘要：电力系统是人民生活的关键保障，电力运输系统是保障电力系统稳定运行的重点。电力运输过程中最常见的就是因打雷而出现的系统跳闸或漏电现象，严重影响电力系统的安全稳定运行，更严重时甚至会带来一系列安全事故危害人身安全。因此，解决输电线路雷击跳闸工作已成为输电线路工程的重中之重。基于此，本文将对高压输电线路防雷技术进行研究。

关键词：高压；输电线路；防雷技术；分析

1 输电线路雷电防护的重要性

通过对电力系统的故障检测结果发现，雷击给架空输电线路带来的供电故障不在少数，尤其是在那些雷电频繁发生的地区，只要发生电力系统故障，基本上都是由雷击造成的，人民日常生活也深受其害。另外，在山区地段，由于地理位置的原因，传输线会在大山上起伏架设，因此传输线会出现很大的垂直高度差，这就给冷热空气提供了很好的交替场所，空气对流现象频繁，传输线容易受到闪电的侵袭。因此，在线路的初步设计中，有必要考虑防雷结构的设计并阐明其合理性和重要性。

2 雷击故障的原因与危害

2.1 防雷装置不足

将避雷器在设备中实施公用，是很多电力企业为了节省开支，降低资金投入，获取更大的经济利益而采取的做法，但是这样就不能有效的起到防雷的作用，甚至这些装置没有一点作用，形同虚设。而且还存在一个问题，就是很多电力部门在高压输电线路的高位线路的防雷装置的安设数量远远不够，完全不能应对日常的雷电现象。

2.2 设备和线路维修不到位

由于设备的老化、常年使用不维修、导线接触不良、人为原因或用电负荷过大、超负荷及线路改造不及时等都会引起线路发生短路、或发生自燃而导致过电流的产生，而引发配电设备故障。因接地导致的配电设备故障，包括避雷器接地不合理，导致电阻过大而不能迅速深入地下；因避雷器遭受雷击没有立即换新而导致接地；由于绝缘子过脏、或不合理而导致的放电、绝缘皮破裂、老化或被击穿，因绝缘能力低而造成的短路或接地。电力工作人员应该定期巡检，来保证高压输电线路的正常运行。

3 高压输电线路防雷技术要点

3.1 架空线路绝缘防护

施工架设输电线路时，一定要考虑架空输出电路的绝缘问题，并且针对不同海拔水平设置严格的标准，其中有一条满足大多数地区要求，就是在海拔1km以下的地区，110kV高压输电线路在架设悬空的绝缘子串时，绝缘子的数量应控制在7～8片。

3.2 接地射线

在对110kV的高压电传输线路进行维护时，最应该考虑的是接地设备的改进问题。由于改进后的接地装置不仅可以达到降低线路塔遭遇雷击后的跳闸概率的目的，甚至降低的程度可以达到20%～30%，如果一开始电力公司安装的线杆接地设备效果不好，通过对接地装置进行改良后所能降低雷电击中而发生线路跳闸的概率可以高达一半左右。在改进接地装置时，可以使用减小接地塔电阻的方法。具体方法是将接地电极埋至深处，然后填充低电阻物质。将地线布置在水泥式杆塔线上时，与杆塔之间的距离应该为3～5m。布置塔架线路的垂直接地极时，与杆塔之间的距离应该控制在5～8m。另外，接地装置也可以通过增加耦合清洗来进行改进。不过值得技术人员考虑的是，雷电在击中高压线路的过程中会存在瞬态行波和稳态电磁感应现象，因此可以考虑通过加强电磁感应式塔架接地线来改善接地装置。

3.3 安装避雷线和避雷器

架设输电线路过程中选择安装避雷线和避雷器后，如发生雷击现象，避雷线能够将雷击产生的部分电流传送到临近的杆塔当中，少数没有被转移的电流也能够通过杆塔流入到地下。当雷电流超过一定值时，雷电流可以通过避雷器进行分流，将雷电流分流电传送到临近的杆塔之中。通过实际情况来看，避雷器分流能力明显强于避雷线。因为分流的耦合作用可以提高导线电位，保证了绝缘子不会发生闪络效应，同时避雷器也具有控制电位的作用。架设高压输电线过程中会选择在容易受到雷击地区安装避雷器，但是应考虑实际地形以及相关经验进行合理使用。

3.4 安装防雷绝缘子

当发生雷击现象时，直击雷以及感应雷的电压非常高，超过了绝缘导线的承受范围，会造成10kV架空线路的断线情况发生，这就对电力系统的稳定供电造成了影响，为了避免这种情况的发生，就可以采取安装防雷绝缘子的方法进行，从而能够有效的吸收雷击产生的放电能量，同时还能有效的限制10kV架空线路中的感应过电压。防雷绝缘子具有多种类型，主要包括支柱式、横担式、耐张绝缘子等，其具有十分不错的防雷性能，它主要是比常规的绝缘子增加放电间隙从而保护线路，在安装的时候根据实际的情况进行合理的间距安装，其防雷效果显著。

3.5 检修和防护说明

不管是对高压线路进行检修还是维护传输线时，工作人员必须通过严格的培训并且持证上岗，对于离线和在线检修方法也要烂熟于心，这样才能保证自身安全。尤其是在对高压架空输电线进行大规模修整时，重点考虑的是在大修期间的安全问题，因为电线杆、塔架等所处的外界环境和内部环境都极其复杂，容易受到各种外部因素的干扰。而高压电力维护是一项危险系数很高的工作，因此在检修和维护外部电路材料时，不仅要考虑整个电力系统的稳定运行问题，还要考虑如何保障维护人员人身安全的问题。防雷检测作为一种保护电力系统正常稳定运行的必要方式，在电力检修和维护过程中十分常见。虽然至今为止我国的防雷技术已经有了很大的发展，但在面对电力问题时，仍要严阵以待，日常维护和定期保养必不可少，这也是保障电力系统安全稳定的有效保证。另外，在高压输电线路架设的过程中，必须严格遵循国家标准和有关规范要求，规范搭设过程，检查好每一步，通过严格和规范的检查与现场控制来提高高压电力输电线路的整体工作效率，降低线路故障发生的概率，从而降低由于传输线故障造成的损失。

3.6 安装垂直地极

土壤当中如果电阻率较高，也容易遭受雷击，为了改变这一现象，可以使用垂直地极来进行补救。具体安装方法就是在杆塔的四周安装一定数量的垂直地极，埋设深度为0.6m，对于水泥杆塔来说，垂直地极可以安装在距离杆塔4m远的地方。对于铁塔来说，垂直地极可以安装在距离杆塔6m远的地方。与此同时，垂直地极安装前一定要通过圆钢或者是角钢的处理，将地极与地极的距离固定在4～6m的距离，计算好相应的深度和距离后，能够更好地发挥地极散流的作用，减少雷击对输电线路带来的危害。

3.7 避雷针防护

在进行雷电防护过程中，发现有些电力杆塔的位置很高，因此闪电发生的位置会与高压塔线之间的距离非常接近，甚至是直接与塔线平行，在这种情况下，塔所在的电磁环境极其复杂，如此近距离的接触也大大增加了因雷击而跳闸的概率。为了更好地应对这种状况，考虑在塔架上安装侧向避雷针。具体的方法与途径是在110kV架空传输线的两极安装侧向的避雷针，同时在避雷针上增设绝缘体，目的是在引入雷电的同时提高绝缘效果，希望通过这个侧向避雷针来减少雷击现象的发生。

4 结束语

目前我国在高压输电线路上防雷技术日益完善，但无论哪种防雷技术都能只能在一定程度上减轻雷电给输电线带来的危害，却无法彻底解决。针对防雷措施，需要充分了解目前所使用的防雷技术以及新型防雷技术，通过对这些技术的分析来选择适合的防雷技术，才能够避免高压输电线路遭受雷击导致的线路损害或跳闸情况，进而保证人民的生命财产安全。

参考文献：

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