输电线路架空输电线路防雷设计

输电线路架空输电线路防雷设计

彭博

国网内蒙古东部电力有限公司额尔古纳市供电分公司

内蒙古自治区呼伦贝尔市021000

摘要：随着我国电力事业的发展，我国输电线路不断增多，但是输电设备遭雷击的情况也时有发生。特别是在一些地形比较复杂的山区，大部分的输电事故都是雷击跳闸造成的。这些事故的发生对输电线路的正常运行产生非常大的影响，所以在进行线路设计时要考虑到线路的避雷问题，要运用适当的防雷技术设备，这样才能够保证输电线路的正常运行。

关键词：输电线路；架空输电线路；防雷设计

前言：输电线路作为电力系统的重要组成部分，其系统的可靠性和安全性直接关系到整个电网的安全和稳定运行。由于输电线路长期暴露于自然之中，经常遭受到雷击的危害，所以输电线路从设计阶段开始，就应当将考虑线路防雷问题，从中做好输电线路防雷设计工作，确保线路安全运行。

1.架空输电线路雷击的种类分析

1.1感应雷

1.1.1电磁感应雷

当雷电放电时，会产生较强的雷电流，能够在空气中形成变化较快的磁场，从而形成了电磁感应雷。这种电磁感应雷能够感应出较大的电动势。电磁感应雷与架空输电线路之间会产生电磁火花，产生的高电位能够沿着架空输电线路传送到建筑物或者变电站内部，从建筑物内用电设备造成伤害。

1.1.2静电感应雷

静电感应雷为当雷电云层运动时，在架空输电线路顶部的会产生与雷电云层电性相反的电荷，当雷电云层放电之后，雷电运行包含的电荷就转变为自由移动的电荷，这就会产生较高的静电电压，该静电电压的能够达到几十万伏，会引发架空输电线路顶端出现不同程度的放电现象，从而产生电火花，引发爆炸。火灾等危害。

1.2直击雷

1.2.1绕击雷

雷电绕过架空输电线路中设置的避雷线路而对架空输电线路产生危害。该类雷电事故的发生主要与架空输电线路的杆塔高度、架空输电线路导线保护脚设计及架空输电线路所处区域的地质、地貌等条件有着直接关系。为了防止绕击雷对架空输电线路危害，在进行架空输电线路设计时，可以设置高空雷电拦截先导，防止绕击雷进入到接地体的绕击区域。

1.2.2反击雷

反击雷的形成过程是电流流过塔体和接地体引起杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。在进行架空输电线路反击雷的设计时，应尽量的使整个线路接地电阻降低，提升架空输电线路的耦合系数，同时增强架空输电线路内高压线路的绝缘性能。

二、架空输电线路防雷接地具体措施

总的来说，架空输电线路的设计方法也是非常重要和严谨的。科学合理且严谨的设计体系可以做到有效避免多种危险情况的发生，最大限度的保障工人施工安全及群众生命财产安全。所以在进行施工前必须对施工现场的气候、环境、地貌等实际情况进行调查，从而将输电线路的建设得尽可能远离相对恶劣的环境，尽可能减少架空输电线路建设过程中的安全问题。尽量避免雷击和跳闸的情况出现。合理设计架空输电线路中的防雷线路，可以在很大限度上保护线路，降低线路被雷击的情况发生。通过和往常实际工作经验进行结合分析，架空输电线路的设计效果与杆塔高度和防护角直接相关。因此，应根据施工现场的实际情况合理设置杆塔高度，准确计算防护角度，以最大限度地发挥雷线的作用。以下介绍架空输电线路防雷接地具体措施。

①提高线路的绝缘质量

进行输电线路安装时，应加强绝缘子的选择和使用，充分考虑复合绝缘子的监测和维护。总的来说，与瓷质绝缘体相比，复合绝缘体的耐雷性能较差，但在实际应用中可以发现它是一种无损结构。当放电发生在空气中时，不会对绝缘子产生不可逆的损伤，对绝缘子的性能恢复效果上具有一定的优势。因此，可以将一些普通复合绝缘子安装在雷击次数多或雷电活动频繁的地区，并对其耐雷性能进行相应的测试。符合标准的就可以进行安装使用。进一步还可以设置绝缘子的安装高度，保证复合绝缘子有足够的干弧距离，提高线路的耐雷性。并且可以根据导体的凹陷距离增加一些瓷质绝缘体的安装。

②降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接且最有效的防雷举措之一。 接地电阻的值是影响杆顶电位的核心因素。如果杆塔接地电阻过大，在雷击时容易使杆塔顶电位数值上升，从而对线路造成反击。 当雷波穿透时，大部分电流会沿着杆塔引向大地，不会破坏线路的绝缘性，从而保证线路的安全运行。 对于一些高山岩带土壤电阻率高的地区，常采用置换土壤，铺设辐条，埋设连续延伸接地体等方法， 从而通常能够具有良好的降阻效果。此外，提出了一种新的针刺接地装置降阻方法，在实验中效果良好。因此，良好的接地是线路安全运行的根本保证。如果接地不能满足要求，雷电流就不会自由流动，会使杆（塔）顶电位升高，对线路造成反击。因此，防雷与接地密不可分，必须相互协调，才能使线路的防雷工作有效。

③安装自动重合闸装置

输电线路安装后杆塔顶部的承载电压水平会比雷击冲击前有一定程度的下降，这是输电线路在雷击后发生移动而不能正常供电的主要原因。自动重合闸装置的主要功能是在输电线路因雷电或其他原因跳闸后，恢复正常供电。根据重闭次数，可分为单重闭和多重重闭两种类型。 在重合闸的情况下，输电线路在雷击触发后的预定时间自动合闸。 此时，线路故障已消除，然后正式恢复运行； 如果故障持续，则在保护继电器的控制下再次跳闸，自动复位不再复位。 该装置的使用可以有效地减少雷电引起的电路中断，有利于输电线路的正常运行。

④利用钳位保护器

目前大多数输电线路都装有氧化锌停堆装置，但这种保护装置在实际应用中还存在很多缺陷，比如在土壤电阻率相比较高的地方，则需要安装额外的接地电阻材料，导致成本增高。另外，氧化锌阀长时间暴露，对其老化程度会严重影响，常常发生保护失效导致其防雷效果不稳定的情况出现。为了避免上述缺点，在输电线路防雷设计中，采用钳位保护器代替氧化锌停堆装置，可以获得更优良，更稳定的防雷效果。钳位保护器的作用原理是实时检测导线上的过电压，并将检测值与夹持保护器针环间隙的作用电压进行比较。若过电压数值高于动作电压，则环针的间隙动作和钳位保护器的脉冲电容的介抗都很小，可以减小雷电流的瞬时冲击力，保证绝缘子不闪，从而保护线路的正常运行。

⑤降阻剂的利用

随着电阻技术的不断发展，超高电导率降阻剂逐渐得到更新。在进行架空输电线路的接地设计中科学合理地使用了降阻剂。输电线路防雷对接地电阻的要求可以通过有效降低接地电阻来实现。降阻剂能快速渗入土壤，并显著增大分散电流范围。适用于土壤电阻率比较大的地方使用。

结束语

为了有效防止和减少雷害对输电线路造成的破坏，在输电线路综合防雷设计过程中，要充分结合工程特性，考虑输电线路工程区的雷电活动频率及强弱程度、地形地貌、土壤电阻率等相关因素，同时还要结合工程区已投运输电线路的运行经验、技改经验等，通过技术、经济等方面的综合比较分析，比较出较为优越的综合防雷设计方案，确保输电线路具有较高的防雷和耐雷能力。

参考文献：

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