高压输电线路绝缘配置与防雷探究

江流峰

(广东电网公司河源供电局，广东 河源 517000)

高压输电线路绝缘配置与防雷探究

江流峰

(广东电网公司河源供电局，广东 河源 517000)

详细介绍了高压输电线路遭受雷击的主要形式、特点及主要原因，对高压输电线路的绝缘配置进行了分析，从高压输电线路防雷性能评价标准出发，提出了从安装线路避雷器、设置避雷线、接地电阻保护及雷电屏蔽技术等几个方面做好防雷保护措施，对高压输电线路安全运行管理工作的开展有良好的借鉴意义。

高压输电线路；绝缘配置；防雷保护

0 引言

高压输电线路跳闸绝大部分都是由雷击造成的，其对电力的快速传输带来了巨大影响。为了保障人民的用电供给，就必然需要加强对高压输电线路防雷的重视力度。对高压输电线路进行绝缘配置和防雷保护，不仅可以减少高压输电线路的检修费用，而且能够有效地防止雷电波通过高压输电线路对变电站和发电厂产生不利影响，避免发生大规模的停电事故。

1 高压输电线路遭受雷击的主要情况分析

1.1 高压输电线路发生雷击故障的主要形式

一般高压输电线路遭受雷击的形式主要有2种，一种是感应雷过电压，就是指在高压输电线路附近范围内发生了雷击，由于高压输电线路的电磁感应效应产生了电压，这种雷击过电压形式很常见，对线路的威胁不大；第二种是直击雷过电压，就是指雷击直接发生在高压输电线路的导线、避雷线或者杆塔上产生的过电压。一般容易发生雷击事故的高压输电线路大多都是铺设在山区的风口、顺风的河谷、峡谷以及气候潮湿的山丘盆地等等。

1.2 高压输电线路遭受雷击的特点及主要原因

高压输电线路发生雷击问题是有一定规律的，一般在土壤电阻率较高的地方雷电活动较弱，不易发生雷击问题；另外，高压线路铺设过程中，距离地面越远遭受雷击的几率就越大，铺设长度越长遭受雷击的几率也越大。

高压输电线路遭受雷击的实际原因一般有以下4种：(1) 线路中的绝缘材质性能达不到标准，可能是线路自身材质的绝缘强度不足或使用时间长导致绝缘性能降低。(2) 避雷线的设置不恰当，在避雷线设置过程中未采用最合适的设计方案，导致了避雷线不能在保护范围内积极地保障高压输电线路的安全，甚至给高压输电线路带来雷击。(3) 高压输电线路铺设过程中避雷线的接地不良或者是避雷线和导线之间的距离过小，都会导致高压输电线路自身的防雷性能减弱，增加发生雷击事故的几率。(4) 高压输电线路的防雷措施不到位，没有实行有效的保护措施。

2 高压输电线路的绝缘配置

在高压输电线路中，随着电压等级的不断提升，线路的绝缘配置也面临着更加艰巨的挑战。首先在线路中的绝缘配置中，主要使用瓷绝缘子、有机复合绝缘子以及玻璃绝缘子。在实际铺设过程中，由于高压输电线路大跨越高杆塔地段、塔顶位置较高、落雷几率变大以及绕击电流最大幅值增大等因素，雷击发生率会增加，导致高压输电线路跳闸率增加。为了减少跳闸现象的发生，可以在塔顶上面通过增加绝缘子串数来加大地线之间的距离，加强线路的绝缘性，从而减少雷击事故。

绝缘配置除了使用绝缘材料来防雷，还可以通过空气介质提高耐雷水平。空气间隙的绝缘保护特性在绝缘配置的研究中也占据着重要地位，但目前对空气介质绝缘器材的研究仍在发展中，考虑到实际资金问题，有待进一步深入探讨。

3 高压输电线路的防雷保护措施

3.1 评价高压输电线路的防雷性能是否合格的标准

想要鉴定某高压输电线路的防雷性能是否符合标准，需要通过2种指标来评价，分别是耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平测试的是高压输电线路在遇到雷击的时候，是否依旧能够保持供电水平等的指标。雷击跳闸率则是计算某一段高压输电线路在某一段时间内发生雷击跳闸事故的次数，通过次数来分析跳闸率的指标。这2个指标是互相联系的，耐雷水平带动跳闸率的变动，高压输电线路耐雷水平的升高标志着其跳闸率的降低。

3.2 高压输电线路防雷措施

3.2.1 安装线路避雷器

安装线路避雷器在防雷措施中较为常见。其能够在线路遭受雷击时，将雷电流通过避雷器导入地下或者附近的杆塔，阻止雷电流集中在某一段线路中，而使雷电流被较大范围的场所吸收。一般在雷电流超过线路的安全阈值时，避雷器就会工作，将这些雷电流进行分流，使其中一大部分雷电流过渡到相邻的杆塔上，从而降低本杆塔的电压。另外，雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量，间接地导致了导线电位的升高，也就降低了导线和塔顶之间的电位差，降低了跳闸发生率。

3.2.2 避雷线的设置

设置避雷线是在铺设高压输电线路时最基础的防雷保护措施。避雷线的设置不仅可以降低保护范围内高压输电线路遭受雷击的几率，还可以有效地降低塔顶的电压，从而降低塔顶和导线之间的电位差，也就减少了绝缘子串的闪络次数；导线的感应过电压也得到降低，对导线起到了屏蔽作用。通过实际情况分析可知，架设避雷线是最基础最有效的防雷措施之一，并且随着高压输电线路的等级提高，避雷线的作用也会更加明显。

3.2.3 接地电阻的保护

一般在铺设高压输电线路过程中会使用全双地线，或者是一根地线和一条光缆，这样会对输电线路起到一定的防雷保护作用，因此线路接地电阻的存在影响线路的防雷水平。所以需要确认杆塔和接地引线之间的衔接是否优良，定时测量接地引线的适应情况，及时作出反馈。一旦接地电阻过大，假设此时高压输电线路遭受了雷击，则塔顶的电位会被拉高，塔顶与导线之间的电位差就会明显增加，导致绝缘子串的闪络频率增高，从而引起跳闸故障。如果接地电阻正常，则高压输电线路在遭受雷击时就会将雷电流导入地下土壤，使电流得以疏散，保障了高压输电线路的安全运行。因此，确保合适的接地电阻至关重要，降低接地电阻就是增强线路的防雷能力。

接地电阻影响电阻率，但电阻率不仅仅受接地电阻影响，还与周围环境有关。因此，在输电线路设计时就需要做好实地调查，避开有高山和石头较多的地方。但是根据我国实际地理环境，有些时候很难避开这些电阻率高的环境，那就需要做到，在此处铺设高压输电线路时，需采用深埋、增加垂直地极等措施来降低接地电阻率。

3.2.4 加强对雷电屏蔽技术的研究开发

加强高压输电线路的防雷水平也需要从外部对雷击进行防范，我国目前很多雷击跳闸事故都是由于绕击造成的，因此可以在高压线塔顶设置单根避雷针，在高压输电线路自身有限的防绕击环境下，通过避雷针将防绕击转换为防反击，这样就可以有效地起到防雷效果；在输电线路和大地之间可以铺设负角保护和预防电棒，以降低高压输电线路的绕击率，增强线路的防雷水平，结合相应的经费问题，可以不用全线配置，仅在一些易发生雷击的杆塔和地段配置即可。

4 结语

电力的发展关乎经济发展和百姓的起居生活，在电力发展中，高压输电属于重点环节，它是目前电力发展领域的热点之一，因此对高压输电线路的保护显得至关重要。在高压输电线路的故障中，雷击跳闸占据主要部分，所以必须做好防雷措施。在防雷工作中，要积极采取科学、有效、经济的方法制约雷击跳闸事故的发生，结合当地实际情况科学分析、制定方案，不能盲目架设线路。一旦雷击导致大面积停电，就会影响居民的生活和利益，对国家的发展也会带来不利影响。本文根据目前高压输电线路的局势提出了一些个人见解，权当抛砖引玉，希望能够给相关技术人员提供参考。

[1] 姜德华，高翔.输电线路防雷改进措施的研究[A].2007云南电力技术论坛论文集[C]，2007

[2] 梁荣振.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息，2011(9)

2014-09-04

江流峰(1986—)，男，广东河源人，助理工程师，研究方向：输电线路运行。