±800kV直流输电线路综合防雷措施

±800kV直流输电线路综合防雷措施

韦东泽1    ,牛鹏飞2  ,李涛3

1.身份证号：452626199612242418；

2.身份证号：620422199403093755；

3.身份证号：530328199010053024

摘要：超高压直流输电线路是城市居民生活和工业生产的重要保证，而我国却是最容易受到雷击的国家，每年都有大量的电力事故发生，电力系统的故障会给人民的生活带来很大的不便，也会给国家的经济带来很大的损失。鉴于此，想要保证国家经济水平的提升，同时，维护人民群众的合法利益，对输电线路的防雷研究工作便显得尤为重要，因此，本文分析了±800 kV 直流输电线路发生雷击的原因，同时，对超高压直流输电线路的防雷技术也进行了探讨，为今后的防雷工作打下了坚实的基础。

关键词：±800kv；直流输电线路；防雷措施

一、土 500kV超高压直流输电线路雷击成因

（一）输电线路的雷击计算模型

输电线路防雷的主要原因有两个。首先，电力系统中的雷电防护等级是电力系统中的一个重要指标，它可以用电磁暂态来分析，然后建立相应的分析模型，从而得到由雷电引起的最大不闪络电流的最大值。其次，另外一个重要的参数是判断雷击的地点，也就是判断雷击的位置和最大的雷电强度，并根据雷电的等级来计算相应的跳闸次数。

第一个是闪络模型。输电线路发生雷击跳闸的直接原因是由于对输电线路或杆塔进行了高压，从而导致了绝缘子串之间的断开，从而导致了短路。所以，对绝缘子的闪络模型进行深入地探讨，对于输电线路的避雷计算具有十分重要的意义。具体如表1-3所示。对其数据调查得出，通常，在实验室中使用标准的输入信号来计算对应的闪络值。

第二，绕击分析模型。在高压输电线路绕击问题中，通常使用的是电学几何法。该模型主要包括两个方面：一是闪电的特征，二是线路的大小。电子几何模型是二十世纪六十年代就被提出的，后来由国外学者搜集了大量的电力线路的运行资料，并修正了它的数学模型，从而对电力系统的发展起到了积极的作用。电几何模型的基本思想是：在雷电作用下，地面目标的雷电吸收半径与雷电的幅值之间存在一定的联系，并根据雷电的先导、导线、地线和地表的相对位置来确定雷击的落点。由于该方法的初始计算公式是基于平原区低杆塔高线的实际操作经验而得到的，因此，在分析高杆塔高的线路时，有一些限制。Eriksson将地面目标高度与击打距离之间的关系引入了经典的电气几何模型，以便于更好地反映闪电的发生。就山地线路的绕击性而言，计算方法以地面倾角、地形系数、杆塔的平均高度为指标。本文重点分析了山区超高压线路的绕击率，但该方法明显泛泛而谈，并不能很好地反映山区地区的复杂地形条件对绕击率的影响。于此同时，在采用电几何模型时，通常忽略了工作电压的作用，由此可见，这种假定适用于低电压水平的输电线路。对于超高压线路而言，其中包括的直流超高压线路，会因为工作电压的差异，从而导致导地线在吸引雷电的作用出现偏差，由此可见，工作电压对其影响比较明显，应当在相关工作中对其进行充分掌握，这样才能保证电力工作的顺利开展。

二、防雷措施

（一）改良的杆塔接地设备

对超高压输电线路，绕击是导致线路雷击跳闸的主要因素，但同时，反击跳闸率也占线路总跳闸率的一大比例，由此可见，其是导致线路发生雷击事故的一个重要因素。尤其是在较为恶劣的条件下，由于闪电反击会导致多个相位同时跳闸，因此，在线路运行过程中应注意的问题，因此，防雷措施也是超高压线路防雷的重要组成部分。

输电线路的防雷能力和输电线的雷击率主要取决于电缆接头处的一个接地电阻，不同于城区而言，在山区环境中，由于山区环境的影响，从而导致接地电阻增大，进而导致电阻数值增大，在接地电阻值增强的背景下，会导致输电线路的防雷技术下降，使其容易出现雷击现象。本文就不同接地电阻条件下的防雷强度和雷击率进行了测试，并在试验基础上对其进行了相应的设计，并在高电阻区采取了相应的减阻措施，从而达到了一定的防雷效果。

（二）减小接地保护角

为了提高输电线路的抗雷性，减少绕线跳闸是最有效的方法。降低绕击率，最重要的两个环节是接地线的屏蔽效果和输电线路的防雷能力。由于接地线的保护角度减小，可以较好地解决因绕击引起的输电线路失效问题，其效果十分显著和直观。然而，如何降低接地保护角度对输电线路的影响，目前还不清楚，还需对其进行深入的研究，而且其可行性也较差。即使是在设计阶段或刚刚开工的情况下，塔身的再设计与选择都会花费大量的时间和金钱，而降低保护角度则意味着增大了地线支撑的宽度，增大了塔身的应力，从而增大了铁塔的耗钢量，从而提高了线路的造价。因此，在降低保护角度的必要性和合理性方面，必须进行全面的分析，以求出最佳的减少保护角度的方法。

（三）加强绝缘水平

提高电线的绝缘强度，是降低雷击跳闸率的最直接途径。提高绝缘性能可以有效地抑制线路的回跳率，同时，能够有效改善绕击跳闸率。通过加强绝缘措施，可以在一定程度上提高线路的雷击跳闸率，但是，由于不同的塔型、地形，提高线路的效果差异较大，而提高绝缘的作用也会受到限制，这要视目前线路所能容许的最大绝缘子串长度而定。在不改变原有的塔式结构的前提下，提高绝缘的费用是比较低廉的，这主要是因为它的造价。如果目前的塔式无法达到提高隔热性能的要求，那么对其进行改装或再设计都会造成很大的费用，所以通常不建议采取这种方法。

（四）完善耦合地线

由于耦合地线的存在，其主要目的是提高抗雷抗性和减少反跳率，所以耦合地线通常用于具有高接地电阻的线路。耦合地线增强抗雷性的机制主要有两个方面：一方面，耦合接地会增大导线线路与地线之间的耦合效应，使导线线路在雷击塔尖时产生较高的感应电压，使绝缘子串受到的冲击电压降低；另一方面，由于耦合地线的存在，尤其是在高接地电阻的情况下，可以减少相邻的接地设备的雷电流，从而减小塔顶电势。

（五）安装线路避雷器

在山地地形复杂、土壤电阻率高的区域，如果采取其它方法无法有效减少雷击跳闸的情况下，可以考虑在线路上设置线路避雷器。采用金属氧化物的电压非线性特性，设计了一种线路避雷器，而其避雷器能够当绝缘子的末端受撞击时，使其电阻会降低，从而产生较大的冲击电流，保证绝缘子不会被击穿。

三、结语

随着电力系统对现代社会发展的作用越来越明显，对人民生活有着重要影响，对此，想要减少雷击对超高压直流输电线路的影响，便应当从±800kV直流输电线路综合防雷措施入手，对其进行深入探讨。在文章中，主要通过对输电线路的相关作用模型对研究方向，从而提出雷击对超高压直流输电线路的影响和原因，进而提出相关的防雷措施。通过对其相关内容的研究和调查表明，只有做好防雷措施，才能减少人员伤亡、经济损失等。

参考文献

[1]张阳,刘辰,胡全义,万润楠.±500kV直流输电线路雷电闪络风险等级评估及差异化防雷措施改进方案[J].内蒙古电力技术,2017,35(03):73-77+82.

[2]张礼昌.±500kV超高压直流输电线路雷击成因分析及防雷措施探讨[J].无线互联科技,2015(21):60-62.