浅析高原地区输电线路防雷措施的应用

摘 要：青藏高原地形地貌复杂，昼夜温差大，冷暖空气交替频繁，加之高原上云层相对较低，因而在夏秋季节常常形成雷暴云等现象，雷暴云的放电即为雷电，雷电对输电线路、变电站（所）及发电厂等危害极大，常影响到工农业生产和城乡居民的生活。做好输电线路的防雷工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电所，发电厂安全运行得到保障。

关键词：高原地区 输电线路 防雷措施 安全运行

中图分类号：TM621.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0112-01

1 雷害原因及其危害

输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。输电线路感应雷过电压最大可达到400 kV左右，它对35 kV及以下线路绝缘威胁很大，但对于110 kV及以上线路绝缘威胁很小，110 kV及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。

2 架空电力线路防雷措施

输电线路在确定线路防雷的方式时，应综合考虑系统的运行方式、线路电压等级和重要程度、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率等自然条件，并参考当地原有线路的运行经验，经过技术经济比较，采取合理的保护措施。

2.1 架设避雷线

避雷线的作用主要是防止雷直击导线，避雷线的架设在一定程度上降低了导线上的感应过电压，但不是完全消除，这就要求安装避雷器来将雷电流泄放到大地，从而限制过电压，保障输电线路及设备的安全。

2.2 加强线路绝缘

由于输电线路个别地段需采用大跨越杆塔，这就增加了线路的落雷机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也就越大。为了降低线路的跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串的片数，加大大跨越档导、地线之间的距离，以加强线路的绝缘。

2.3 杆塔接地

在土壤电阻率低的地区，应充分利用杆塔的自然接地电阻。在高土壤电阻率地区降低杆塔的接地电阻比较困难时，可采用多根放射形接地体，或连续伸长接地体，或配合使用降阻剂降低接地电阻。（1）高压输电线路耐雷水平随杆塔接地电阻的增加而降低。电压等级越高，降低杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。对土壤电阻率较高地区，应选择更换接地网形式和置换土壤的方法，达到降阻。（2）接地装置埋深，要求大干0.6 m，采用增大截面的接地引下线，引下线（热镀锌）表面要进行防腐处理。（3）降低杆塔接地电阻，还需要确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。

2.4 利用导线三角形排列的顶线兼作防雷保护线

在顶线绝缘子上装设保护间隙，在线路顶线遭受雷击，出现高电压雷电波时，间隙被击穿，雷电流便畅通地对地泄放，从而保护了下面两根导线，一般线路不会引起跳闸。

2.5 装设自动重合闸装置

运行经验证明，电力系统中有不少短路事故都是瞬时性的，特别是架空线路由于落雷引起的短路，在继电保护动作、断路器跳闸切断电源后，故障点的电弧很快熄灭，绝缘会自动恢复。这时如能将断路器自动重新投入，电力线路将继续保持正常供电。因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。

3 防雷措施在实际中的应用

以西藏旁多至嘉黎110 kV输变电工程为例，由于线路经过地区的年平均雷电日为90天，属强雷区。防雷保护从塔型设计、绝缘配合、降低接地电阻等方面共同采取相应的措施，降低雷击跳闸率。线路全线架设双地线，地线直接接地，所选杆塔中地线对边导线的保护角不大于15°，双回路地线保护角不大于0°，且铁塔的两根地线之间距离不超过地线与导线垂直距离的5倍。在气温为15°无风条件下，档距中央导线与地线的间距均满足S≥0.012L+1 m的要求；大档距的导线和地线的距离还需满足S≥ 0.1Im要求。上式中：L：档距（m）；S：导、地线间距离（m）；I：大档距雷击档距中央地线时的耐雷水平（kA），取110 kA。导线与地线间距离按上述公式计算，取其较小者。由于沿线地区雷电活动较强，事故跳闸率中雷击跳闸率基本上占首位。因此在线路路径选择中尽量优化路径，避免铁塔立于易受雷击处。为便于变电站接地电阻的准确测量，进出线档靠构架侧地线耐张金具串加装一片XDP-70CN型无裙绝缘子与变电站接地网隔开。正常运行时，需采用接地线将其短接。接地体采用Φ10镀锌圆钢，引下线采用Φ12镀锌圆钢，为了加强防腐，接地引下线及接地体均要求热镀锌处理，且不得外露过长。接地采用四点引下，接地线与铁塔可靠连接。为了可靠分流，每基铁塔的地线连接处均需要采用另外一根专用接地线通过专用的接地端子与铁塔可靠相连。变电站进出线段2 km范围内接地电阻不大于10Ω，且杆塔的耐雷水平大于110 kA。其它地带杆塔的接地装置按不同的土壤电阻率选配按规程要求的接地电阻值，雷季干燥时，每基杆塔的工频接地电阻不宜大于表1。

对于土壤电阻率特别高，接地电阻难于降低至要求值的塔位，为减小接地电阻，有针对性地选用物理低阻接地模块以有效降低雷击跳闸率。

4 输电线路防雷装置的运行维护

一般情况下线路架设的避雷线和耦合地线的保护角是不会变化的，因此杆塔的接地电阻是保证线路耐雷水平的关键。按规程要求：每五年对全线杆塔接地电阻遥测一次，每两年对变电站进出口1～2 km的接地电阻遥测一次，发现不合格的及时更换处理。同时处理好接地装置的接地体和接地线的锈蚀问题，保证耐雷水平。在线路防雷设施的巡视维护中，着重检查绝缘子，避雷器，接地装置连接线，接地端焊接头，保护间隙等。

在做好防雷装置运行维护工作的同时，还应对线路的雷害跳闸事故作调查分析，把每一次雷害事故原因调查清楚，形成报告，并进行综合分析，明确问题所在，以便制定出更有针对性、有效性的防雷措施，确保电网安全运行。

参考文献

[1]叶明，柳志江，吴芳华，等.输电线路雷电防护的现状分析[J].科学之友，2010（12）.

[2]刘安伟，王琼晶.输电线路防雷措施效果浅析[J].四川电力技术，2011（1）.