架空输电线路雷电防护

架空输电线路雷电防护

刘鹏张磊

（国网兴安供电公司内蒙古兴安盟137400）

摘要：随着我国经济和社会的快速发展与进步，电力需求量不断加大，对电力系统的稳定性、安全性和高效性提出了更高的要求。本文从架空输电线路的防雷现状出发，具体的分析我国目前架空输电线路防雷措施的不足，提出了架空线路防雷措施的几点具体操作模式，供大家相互沟通利用。

关键词：架空输电线路；雷电防护

1雷害的形成及防雷原则性

1.1雷击的形式

线路遭受雷击的形式可归纳为直击雷和感应雷两种。直击雷指带电的雷云直接对架空线路的地线、杆塔顶或导线、绝缘子等放电，以波的形式分左右两路前进而引起直击雷过电压的现象。感应雷指当雷击线路附近时，其先导路径上的电荷对导线产生静电感应电荷，当主放电开始时，该电荷被迅速中和而产生的雷电流及雷过电压现象。

1.2雷害事故形成的四个阶段

架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样4个阶段:①输电线路受到雷电过电压的作用；②输电线路发生闪络；③输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；④线路跳闸，供电中断。

1.3线路防雷的四道防线

线路防雷的基本任务是采用技术上与经济上合理的措施，将雷电事故减少到可以接受的程度，以保证供电的可靠性与经济性。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即:①防直击，就是使输电线路不受直击雷。②防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。③防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。④防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。

2架空输电线路防雷工作存在的主要问题及原因

架空输电线路防雷工作存在的主要问题是设计不符合规定，导致防雷设备不能起到防雷击的作用。以杆塔接地装置为例，其存在的主要问题是接地电阻的系数与相关规定不合。而导致杆塔接地电阻问题的主要原因有：

2.1杆塔环境因素

接地电阻受到土壤、地形以及地质等方面的影响。当杆塔设置在裸露的岩石处时，土壤的接地电阻率一般超过1oooπ・m，从而给杆塔的接地电阻造成影响。部分地区地形、地质、土壤条件复杂，使得杆塔的设置区域土层很薄，甚至是完全没有土壤覆盖，导致土壤电阻率过高，对杆塔接地电阻的性能影也较大。

2.2工程设计因素

近年来，随着我国电网基础设施建设的力度不断加大，线路的工程设计量也迅速增加，大部分电网工程设计过程中都存在着设计周期短、工作量大的问题。而当前建设的架空线路又大多是在地形复杂、勘察难度大、架设困难的山区，这进一步给勘察设计工作带来了难度。再加上一些工作人员实际设计经验不足，不能对土壤的实际电阻率进行估算，从而导致杆塔的设计接地形式不能适应架空输电线路正常使用的需求。

2.3架设施工因素

由于架空输电线路的架设通常是在交通不便的山区，这些区域的电阻率较高，给线路的架设工作带来了困难。此外，杆塔的接地工程属于隐蔽工程，在施工过程中监督较为困难，容易出现接地体埋深不足、不按图纸施工、回填土不符合要求以及降阻措施不到位等问题，这些都对架空线路的施工质量有重要影响。

3架空输电线路的防雷措施

针对架空输电线路遭受雷击这一问题，本文将架空输电线路的防雷击工作分为这样4个步骤：（1）防雷直击，通过在输电线路沿线设置避雷针、避雷线的方式避免其遭到雷击破坏；（2）防闪络，通过强化线路绝缘、降低线路接地电阻等方式达到避免闪络的目的；（3）避免建弧，通过采取相应措施避免线路在闪络之后建成稳定的工频电弧；（4）避免停电，采取必要措施确保输电线路在建立工频电弧之后不致影响线路的正常供电。

导致架空输电线路受雷击影响的原因是多方面的，因此在防雷设计过程中也应该采取综合的防雷措施，这样才能最终达到防雷目的，降低输电线路的跳闸率。

3.1合理规划输电线路路径

根据实际运行经验，供电线路遭受雷击较为集中的区域往往是某些特定的区段（选择性雷击区）。通常情况下，如下几种地形容易形成雷击：（1）雷暴走廊，该类地区主要是顺风的峡谷、河口以及山口等；（2）盆地，尤其是地处湿润地区的山区盆地，杆塔周围有水库、水塘以及沼泽地等，这些地区容易发生雷击；（3）土壤电阻率出现突变的地带，例如地质断层区域，土壤和岩石、岩石与农田之问的交接地带，这些都是雷击频繁发生的区域；（4）地下土壤存在导电性矿藏、地下水位较高的地区；（5）虽然土壤电阻率变化不大，但是处于山顶或向阳的坡地，也容易发生雷击作用。所以，在输电线路规划过程中，首先要采取相应的技术措施，尽量避开上述5种地形，这样可以为后续输电线路防雷击工作创造良好的条件。

3.2提高输电线路的绝缘水平

在选择供电线路的绝缘子时，要重点考虑采用新技术设计制造成的绝缘子，尤其要注重后期绝缘子的检修、维护以及更换工作，保证其高可靠性。通常而言，输电线路目前主要采用有机合成的绝缘子。虽然从理论上讲，有机合成绝缘子在绝缘性能方面比陶瓷、玻璃绝缘子的性能差，但是由于其采用了不击穿的结构，当出现雷击放电作用时，可以有效地防止不可逆现象的发生，使得线路具有明显的绝缘优势。所以，在大部分雷击频繁区域，甚至雷击很强烈的区域，都可以采用普通型的有机合成绝缘子。但是，要注意使用的前提条件是保证绝缘子的耐雷击水平满足其使用区域的雷击水平要求。与此同时，还应适当增加绝缘子的设置高度，这样可以确保绝缘子有足够的有效干弧距离，进一步提高其耐雷击水平。

3.3设置线路自动重合闸设备

作为架空输电线路的一种常用保护，自动重合闸设备在线路遭受雷击后能够迅速在线路跳闸后自动重合闸，并恢复供电线路的绝缘性能。所以，在供电线路中设置自动重合闸设备可以有效地消除雷击造成的故障，提高线路供电可靠性。

3.4采用新型的绝缘方式

近年来，大量的新型绝缘方式在供电线路中得到使用，如不平衡绝缘技术等。根据供电线路调度的数据，通过强化供电线路的绝缘配合、改善绝缘子性能，可以提高线路的耐雷击水平。在实际运行过程中，通过在高杆塔上适当增加绝缘子串的片数，可以有效提高线路的耐雷击水平，降低供电线路的故障率。

例如，在供电线路中采斥不平衡绝缘方式时，利用线路双回路之间绝缘子串片数的差异性，使得雷击后的闪络发生在绝缘子串片数较少的回路，而将该回路设置成地线就可以起到防雷击的作用。同时，这种方式还有效地降低了双回路同时跳闸的概率，保证了绝缘子串片数较多的回路的稳定供电。

3.5架设耦合地线、塔顶设置防雷拉线

对于经常出现雷击现象的区段，可以在供电导线之下架设一条耦合地线，这样可以对避雷针、避雷线起到分流、耦合的作用，间接地降低了接地电阻值。同时，在易受雷击区域的杆塔顶端设置防雷拉线，可以起到对雷击的屏蔽、分流作用。

结语

综上所述，雷击对输电线路的损害极大，尤其是对架空输电线路，由于处在裸露的高空处，引发的雷击故障也较为频繁，作者结合自身多年的工作经验，对架空输电线路的防雷措施进行详细的分析，希望通过文章的分析，能够提高供架空输电线路的防雷效果。

参考文献

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[2]孙明，孙雪松.架空输电线路防雷保护探讨[J].山西建筑，2011（32）

[3]温柳新.架空输电线路防雷与接地的设计[J].现代物业（上旬刊），2011（8）