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

张志

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司 内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000

摘要：随着电能需求的不断提高和电源点逐渐远离负荷中心，我国电力系统正在向远距离、大容量、超高压输电方向发展。然而，由于架空输电线路长期暴露在自然环境下，其受雷击的概率较高，因此，如何防止架空输电线路遭受雷击成为了电力系统中的一个重要课题。

关键词：输电线路；架空输电线路；防雷设计

引言

当前，我国电力行业发展正面临经济高速增长转型高质量建设的关键阶段，如何进一步完善与优化输电线路设计，提升线路防雷保护效果对保证电网安全、高质及高效运行十分重要。

1架空输电线路防雷的重要性和意义

由于架空输电线路的重要性和特殊性，研究架空输电线路防雷具有重要意义，主要体现在以下几个方面：保证供电稳定。架空输电线路是电力系统的重要组成部分，负责将发电厂生成的大量电能输送到城市和农村。因此，若遇到天气不良情况或雷暴天气等自然灾害时，如果没有做好防雷工作，就会导致输电线路停运，使得整个电网无法正常运行，甚至会对社会及经济产生较大影响。安全生产。架空输电线路通常高于地面，若其受到雷击，在设备或线路上产生电火花，可能会造成损坏、短路或着火等意外事故。这些意外事故易危及人员安全，甚至有引起严重后果的可能。节约维护成本。防雷措施适当而完善，则可以降低线路的故障率和维修成本，提高设备运行的可靠性和稳定性。推动科技进步。架空输电线路防雷技术的研究不仅仅是为了解决雷击带来的问题，同时也是推动技术进步的重要方向之一。随着电力系统的不断发展，人们对其安全性、稳定性和可靠性的要求也越来越高，这促使着防雷技术不断创新和完善。

2输电线路设计中引发雷电的因素

2.1复杂地形

通常情况下，输电线路往往会架设在地形较为复杂的区域中，如沿海区域、山区等。在上述区域进行输电线路架设工作时，往往会因气候环境、地形地势等相关因素的影响而提升雷击输电线路的概率，同时此类复杂地形区域中雷电活动频率、强度与其他区域相比较高，因此会对输电线路及电力系统产生较高威胁。

2.2杆塔因素

当雷电击中杆塔后，所产生的电流会流经杆塔导入大地，进而形成一个单向回路，从而造成杆塔击穿现象，对输电线路的稳定运行造成影响。为充分满足各个区域中个性化供电需求，杆塔在实际设置时的高度普遍较高，同时由于杆塔之间存在相互影响，可能会在同一次雷击现象中出现不同表现。

2.3土壤电阻率

为进一步增强输电线路的防雷性能，需要结合实际情况利用接地电阻实现对雷击电流的可靠分流与消耗处理。通常情况下，雷电的主要击打目标往往是杆塔，若无法对接地电阻进行科学设置，则会提升雷电击穿杆塔的概率，进而导致杆塔出现故障。同时，部分地区土壤电阻率相对较高，进而使杆塔接地电阻偏高，此种情况下会提升输电线路出现跳闸现象的概率。另外，接地电阻的合理设置在岩石、高山等复杂地形区域尤为重要，接地电阻能够有效利用此种地形复杂区域中的土壤结构，从而提升输电线路的防雷性能。除此之外，若在土壤电阻率较小的前提下出现雷击塔顶情况，则存在反射概率。

3输电线路架空输电线路防雷设计策略

3.1线路设计优化

在电力系统中，线路设计优化是至关重要的环节。线路设计不仅可以降低运行成本，提高系统可靠性，有效减少自然灾害对电力设施的影响。雷电活动是导致电力系统故障的主要原因之一，因此在设计阶段，根据线路所经地区的雷电活动特点，选择合适的线路走向，避开雷电活动频繁的地区，是线路设计优化的关键。在线路设计中，塔型和导线间距的选取对于降低雷击概率具有重要意义。优化塔型可以提高线路的抗雷性能，减少雷击造成的损失。合理设置导线间距，可以降低导线间的电磁耦合，从而降低雷击对电力设施的影响。针对不同地区的雷电活动特点，选择合适的塔型至关重要。在雷电活动较严重的地区，可采用具有良好抗雷性能的塔型，如倒装塔、紧凑型塔等。在雷电活动较少的地区，可以采用常规塔型。此外，还可以通过改进塔材材料、提高塔身强度等手段，进一步提高塔型的抗雷性能。导线间距的优化主要包括两方面：一是合理设置导线间的垂直距离，以降低雷击时导线间的电磁耦合；二是合理设置导线与地面之间的距离，以减小雷击对导线的影响。在实际设计中，可以根据线路所经地区的雷电活动特点，结合相关设计规范，合理调整导线间距，提高线路的抗雷性能。

3.2提高绝缘水平

提高绝缘水平是降低击闪络风险的关键。在电力系统中，绝缘子是承担电气绝缘和机械支撑作用的部件，其性能对系统的安全稳定运行至关重要。选用高绝缘水平的导和绝缘子，可以有效降低雷击闪络的发生概率。首先，高绝缘水平的导线具有更好的耐压性能和绝缘性能，可以承受更高的电压梯度。在雷电冲击时，高绝缘水平导线可以降低电场强度，减小闪络的可能性。此外，高绝缘水平导线还能承受较大的机械应力，提高了线路的抗风振性能，降低了断线事故的风险。其次，高绝缘水平的绝缘子具有优异的绝缘性能和抗污闪能力。在雷电冲击过程中，高绝缘水平绝缘子可以有效抑制电压的快速上升，降低闪络电压，从而减小雷击闪络的风险。此外，高绝缘水平绝缘子具有较强的抗污闪能力，可以避免因污染导致的闪络事故。

3.3接地装置优化

接地装置优化是电力系统运行中至关重要的环节。接地网的建设和维护对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。首先，加强接地网建设。接地网是电力系统中接地装置的核心部分，其作用是将电气设备的电流引导至地面。为了提高接地网的性能，我们可以采取以下措施：一是扩大接地网的覆盖面积，使其能够更好地分散电流；二是提高接地网的材料质量，选择导电性能好、抗腐蚀性强的材料；三是定期检查和维护接地网，确保其连接牢固、接地电阻稳定。其次，提高接地电阻的稳定性。接地电阻是衡量接地装置性能的重要指标，其稳定性直接影响到电力系统的安全稳定运行。

3.4选用抗雷性能好的材料

在电力系统中，电是一种常见的自然灾害，对输电线路的安全运行造成很大的威胁。选用具有良好抗雷性能的导线、绝缘子和接地材料，是提高线路抗雷能力的关键。导线是输电线路的核心部分，承担着电能传输的重要任务。在选用导线时，应注重其抗雷性能。具有良好的抗雷性能的导线，可以有效降低雷电对线路造成的损害。目前，市场上有一些导线采用了先进的防雷技术，如不平衡绝缘子、复合绝缘子等，这些导线的抗雷性能相对较好。绝缘子是输电线路中用于支持导线、承受电压和防止导线直接接触的部件。选用具有良好抗雷性能的绝缘子，可以提高线路的抗雷能力。市场上的绝缘子种类繁多，如瓷绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子等。其中，复合绝缘子具有较好的抗雷性能，因为其材料具有良好的绝缘性能和抗老化性能。接地材料是输电线路抗雷防护的重要组成部分。良好的接地材料可以提高接地电阻的稳定性，降低雷电对地面电场的影响。选用的接地材料应具有较高的导电性能、抗腐蚀性能和抗磨损性能。常见的接地材料有钢材、铝合金、铜材等。

结语

架空输电线路防雷设计是一项系统工程，通过采取预防、减轻和修复等措施，可有效降低雷击对输电线路的影响，确保电力系统的安全稳定运行。在实际工程中，应根据线路所经地区的雷电活动特点，结合相关技术规范，有针对性地制定防雷设计方案。

参考文献

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