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

姜耀

国网赤峰供电公司大板输电工区   内蒙古赤峰市025100

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

引言

架空输电线路大多较长，且沿线经过山岭、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷电活动频繁地区，遭受雷击的机率较高。雷击架空输电线路引起跳闸是最常见的雷害事故，不但影响电力系统的正常供电，增加线路及开关的维护工作，而且由于输电线路上落雷，雷电波会沿线路侵入变电站，若变电站设备保护措施不完善或失灵，往往会损坏站内设备的绝缘，造成重大损失。为此，在输电线路的设计中必须重视防雷设计，通过采取综合的防雷措施，以提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，确保线路和站内设备的安全运行，进而提高电网供电可靠性。       

1架空输电线路防雷设计的重要性

为了提高和升级架空输电线路的综合防雷技术措施，首先要进一步了解雷电是如何产生，还要深入了解其发生的过程，从根源上防止出现雷击线路情况。雷电的产生过程非常的复杂，通常是由于大气中的水汽和寒流相遇并受到气流的冲击力而造成的。受到冲击时，正负电荷会吸附于一些水滴上，另一方面，一些负电荷的水滴也可能在气流作用下形成雷暴，通常情况下，雷雨云在天空中会与之相撞彼此之后，他们会释放一些电荷，这样就会导致形成了我们所见的雷电。闪电产生的电流非常高。一般发射出来的电压数值可以很高，最高温度达到2000℃，尽管如此，但是它的放电时间是很短的，只有几微秒，在如此短的时间里，放出这么多、这么强的电压，从而使得雷电云周围的空气会急剧变化，同时会出现膨胀现象，还伴随着强光和巨响的产生。需要特别说明的是，在雷电云的这个放电过程中，会发生了很大的危害性，这是由于在这个过程中，具有很强的感应电压，容易导致电网故障，架空线设备的绝缘子将是电力设施而其附近的建筑物在其影响下也可能造成毁灭性的打击，这种情况不仅会造成巨大的经济损失，甚至可能威胁到人们的生命财产安全，所以必须加强架空输电线路防雷技术，并有必要全面提升防雷技术水平。

2架空输电线路雷击原因分析

2.架空输电线路的防雷技术与措施

2.1选择合理的输电线路路径

通过相关的实践说明，一般遭受雷击的线路都集中某一地段，我们将其称之为易击区或者选择性雷击区。通常情况下，容易发生雷击事故的地段包括：其一，雷暴走廊，比如，顺风峡谷、山区风口等处；其二，周边为山丘的潮湿盆地，比如，铁塔周边有水库、灌木、湖泊、鱼塘等处；其三，土壤电阻率含有突变的区域，比如，岩石和土壤的交界处、岩石山脚下为河谷等处；其四，土壤电阻率差异不大，比如，具备良好土层的山丘、突出的山顶等处；其五，地下含有导电性质矿物的地面、地下水水位较高的地方等。因此，在架设输电线路的时候，一定要应用合理、科学的技术措施，尽可能避开上述容易发生雷击的区域，如果一定要进行相应的架设，必须采取相应的保护措施，避免线路受到雷击遭到破坏。

2.2提高线路绝缘的水平

在架设输电线路的时候，一定要加强对绝缘子的选择与使用，并且对合成绝缘子的监测工作与检修维护工作进行充分的考虑。通常情况下，合成绝缘子和瓷绝缘子相较来说，前者的耐雷能力稍差，但是在实际应用中，可以发现其是一种不可击穿的结构，当在空中出现放电情况的时候，基本上不会导致绝缘性能出现不可逆的破坏，在绝缘性能可恢复方面具有一定的优势。所以，针对雷击次数较多或者雷电活动频繁的区域，可以装设一些普通的合成绝缘子，并且对其耐雷击性能进行相应的试验，符合标准的即可使用。除此之外，还可以对绝缘子的装设高度进行调整，确保合成绝缘子具有充足的干弧距离，增强线路的耐雷击能力，同时，在达到导线弧垂距离要求的基础上，还可以加设一些瓷绝缘子。

2.3降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。对于一些土壤电阻率较高的高山、岩石等地带，常采用换土、敷设射线、埋设连续伸长接地体等方法，一般都能起到较好的降阻效果，另外现在新提出一种针刺接地装置降阻方法，从实验中得到很好的效果。因此良好的接地是线路得以安全运行的根本保障，如果接地满足不了要求，雷电流就会出现泄流不畅的情况，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，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能卓有成效。

2.4装设架空地线避雷针

在架设输电线路的时候，通过合理装设相应的避雷针，可以有效提高线路的屏蔽性能，并且加强引雷的作用，进而在一定程度上，减少发生雷击故障跳闸的次数。通过相关实践研究说明，在架空地线上装设相应的避雷针，可以在很大程度上，增强避雷针的作用，进而确保输电线路运行的可靠性与安全性。

2.5装设线路型避雷器

当架空输电线路应用增强线路绝缘水平、架设避雷线、降低杆塔接地电阻等综合防雷技术措施之后，依然无法有效降低雷击对线路运行影响的时候，一定要加强对线路型避雷器的应用，进而有效增强线路杆塔的耐雷击性能，这样不仅可以提高线路的防雷水平，还可以有效避免土壤电阻率过高对线路杆塔防雷的影响，进一步确保了输电线路运行的可靠性与安全性。

2.6装设引弧间隙

在以往的防雷工作中，一般均是以防、堵为主。但是因为雷击属于自然现象，是不可能事先进行预测的，也很难掌握其发生的规律，进而也就无法彻底根除雷击带来的损害，针对这样的情况，我们一定要进行深入的分析与研究，通过装设引弧间隙的手段，加强对雷电流的疏导，进而降低雷击对输电线路的损害。通过引弧间隙的装设，可以有效保护绝缘子串，尽可能降低发生绝缘子永久性故障的概率，提高绝缘子的运行效率。

2.7架设耦合地线

在无法实施降低接地电阻措施的时候，可以通过架设耦合地线的方式，减少发生雷击跳闸事故的次数，特别是对于一些架设在山区的输电线路而言，可以根据实际情况，予以采用。通过架设耦合地线，不仅可以增加各相导线之间的屏蔽耦合效果，降低绝缘子串的电压与等值波阻抗，增强输电线路的耐雷击性能，还可以增强杆塔对雷电流分流的作用，有效降低杆塔的电位。当然，在架设耦合地线的时候，也存在着施工困难、约束条件多、电能损耗大等缺点，并且还要求对周边树木进行砍伐，破坏了一定的生态环境，因此，在应用此种防雷技术措施的时候，一定要进行全面、综合的考虑，进而确保输电线路防雷工作的社会效益、经济效益与环境效益。

结束语：线路故障是导致大规模停电的主要原因之一，对社会生产的影响力非常大。因此，降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑，在线路设计过程中，必须将防雷考虑在内，采取有效的避雷措施，尽可能的避免雷害事故的发生。电力运维单位应该不断加大配电网建设改造投资力度，完善防雷避雷机制，提高线路运行的可靠性，加强配电网统一规划，确保线路防雷管理方案与电网整体规划相协调，全面提升配电网发展水平，切实服务地方经济发展。

参考文献：

[1]明强.浅谈输电线路施工技术和运行管理维护[J].通讯世界,2017(08):184-185.

[2]周勇.电力输电线路运维工作及故障清除标准的相关性分析[J].中国标准化,2016(15):251-252.