关于电力输电线路防雷问题的探究

张华

摘 要：输电线路是电力系统的主要组成部分，电力系统的安全性和可靠性直接影响着整个电网的运行情况。长期以来，输电线路一直暴露于自然之中，总会遭到雷击危害，而雷击是线路跳闸的主要因素，由雷击引起输电线路的跳闸问题一直困扰着安全供电，因此，解决线路跳闸问题，保证电力输电的顺利运行，是现阶段电力公司急需解决的问题。文章先对雷电进行概述，然后介绍了输电线路防雷措施的原则，最后提出了电力输电线路防雷安全措施，希望能保证电网的稳步、安全运行。

关键词：电力；输电线路；防雷；问题

目前，我国的输电线路一般设置在山上或者视野开阔的地方，特别是一些架空的线路、超过110kV线路等。由于全球气候特殊情况的加剧，这些地方特别容易出现雷电，尤其是在夏天，输电线路的雷电事故频繁。据相关学者的调查，夏天是多雷时期，出现跳闸的频率多于其它时节，有些地方极其严重。雷击引起的输电线路跳闸次数占跳闸占跳闸总次数的一半以上。虽然，我国对输电线路进行了相应的改进，雷击引起的输电线路跳闸次数有所减少，但是，我们应该从根本上重视雷击跳闸，因为，雷击会对输电线路构成严重的威胁。

1 雷电概述

1.1 雷击形式

输电线路雷害主要有感应雷和直击雷这两种形式，其中直击雷又包括绕击和反击两种形式。大量的电网运行经验表明：电压超过110kV（包括110kV）的输电线路雷害原因的分析主要依据经验和故障现象，因此，很难做出准确判断，这影响了有针对性的防雷安全措施的制定。通常郊区输电线路由于地面周边的空间电厂受山坡地形等条件的影响，其绕击率是平原输电线路的三倍，也可以形容为保护角增加8度。

1.2 雷电对输电线路的危害

雷电具有突发性和剧烈性，能够在瞬间产生巨大的磁场效应和热电效应，另外，雷电自身具有较强的机械破坏能力，因此，雷电一旦击中高压输电线路就会产生严重的电压危害。目前，在电力调度运行系统中配备了具有较高集成度的电子设备，这些设备对雷电电磁脉冲的反应极特别敏感，如果输电线路被雷击中，瞬间形成超负载敏感过电压磁波穿过输电线路进入变电站，降低了变电设备的介电强度，破坏敏感电子器件，监控系统的保护装置出现错误操作，导致设备跳闸，给电力变电的正常运行带来严重的损坏。输电线路被雷击中后，产生的过电压可达400kV，特别容易对35kV以下的线路构成致命威胁。其中直击雷过电压对电力设备的绝缘损害最大，这是因为直击雷过电压具有较高的峰值，破坏力较大，在输电线路中可能引起绝缘子闪络、烧伤、穿透，严重可能击断输电线路导致停电。

2 电力输电线路防雷原则

电力输电线路中的雷电事故主要包括雷电直接击中输电线路、输电线路出现闪络、闪络现象转变成工频电压现象、输电线路跳闸这四个阶段，如果想做好输电线路的防雷，则应从以上述四个阶段为切入点，只要把握上述四个阶段，就一定会降低雷电事故发生率。

（1）预防直击：保证输电线路不受直击雷；（2）预防闪络：保证输电线路遭受雷击后不出现闪络；（3）预防转变：保证输电线路发生闪络后不会转变成工频电弧；（4）预防停电：保证输电线路中出现工频电弧后电力仍持续供应。

3 電力输电线路防雷安全防护措施

安全防护措施在电力输电线路的防雷工作中具有重要的地位。输电线路安全防护措施的制定是为保证输电线路的安全、正常供电，防控雷击事故的发生，这需要电力工作人员制定科学、有效、可行的安全防护措施。一旦发生雷击事故，最大程度地避免输电线路出现闪络，从而降低跳闸率。

3.1 降低电路杆塔接地电阻

在电力系统中，通过降低接地电阻来提高输电线路的防雷水平的效果优越于单纯地增加输电线路的绝缘。这主要通过增补地网和施放降阻剂这两种方法来实现接地电阻的降低。在输电线路设计过程中，不能保证全部测量所有杆塔的土壤电阻率，通常依据工作经验和原来提供的数据，或者依据杆塔所在地段土壤电阻率的范围进行设计。然而土壤的电阻值会随着季节、气候等的变化而变化。因此，有时候会出现实际测量的接地电阻值大于设计值，甚至大很多，无法满足防雷要求。所以对输电线路的土壤电阻率和接地电阻值进行定期测量，包括新建的输电线路。

3.2 减少输电线路绕击概率

这个安全保护措施主要用来局部改善周围物体对线路的屏蔽效果，从而减少被雷电击中的机会，例如，减小保护角、使用负角保护针等。其中减小保护角由于受到杆塔结构的电力造价的束缚，对于一些平缓山坡、地形开阔区域，当避雷线的保护角度较大时可以使用这一方法，但要保证杆塔配有合格的接地装置。在设计满足绕击耐雷水平的情况下，通常不会减小保护角或者使用负角保护；杆塔塔顶的避雷针应该满足传统防雷理论，但是如果安装避雷针后杆塔遭雷击的概率将增大，这可能增加反击的可能性，在采用这一方法时还应保证杆塔接地电阻在10欧姆以下。这种方法只适用在输电线路为绕击事故或者地形决定输电线路容易绕击。

3.3 增加输电线路避雷器

避雷器对输电线路具有一定的防护作用，虽然不能完全防控雷电事故的发生，但是能降低灾害程度。特别在雷电多发的地区，可以减少接地电阻，也可以安装避雷器。避雷器属于电阻范畴，它是非线性电阻，电力人员可以将避雷器和绝缘体安装在电线杆上，能够避免绝缘体出现闪络。另外，一旦发生雷击，避雷器能够保护绝缘体，也保护了自然输电线路。虽然，避雷器具有较好的防护作用，但是避雷器成本较高。因此，在安装避雷器时，电力人员应全面考虑地形条件，选择最理想的位置，保证价值最大化。

3.4 提高输电线路的耐雷击水平

输电线路绝缘性直接影响着线路遭受雷击的概率，因此，在日常工作中电力人员应加大对输电线路绝缘体的检查力度，保证绝缘体的质量达标，防止由于绝缘体质量问题引起输电线路雷电事故的问题，影响电力的正常供应。如果输电线路中安装了绝缘体，电力部门也不能放松，应该遵循国家的相关规范进行检查，一旦发现损坏的绝缘体应立即更换。另外，每次电力人员在检查输电线路后，均应统计绝缘体的损坏率，确保输电线路达到电力供应标准。

3.5 架设避雷线

避雷线也被称为架空地线，主要用来遮蔽导线对导线进行屏蔽，一旦发生雷击，能将电流分成几股，进而降低强电流对导线的干扰。一般，避雷线架设在导线的上面，主要用来保护导线，降低或者避免雷电事故。从安全方面考虑，110kV避雷线应沿着输电线路完成铺设。对于雷电多发的地段应铺设两条避雷线，加强避雷线的分流作用，避免输电线路遭受雷击后电流过大出现闪络。

4 结束语

随着科技的大力发展和社会的不断进步，对输电线路提出了更高的要求。然而电力输电线路的防雷问题是一项长期、艰巨的工作。电力工作人员应深刻认识雷击对输电线路的危害，在实际工作中，全面分析输电线路雷电事故原因，结合自己的工作经验和理论知识，提出有效解决防雷问题的方法，制定相应的安全防护措施，保证输电线路的安全，从而促进电网的安全、有效、稳步运行。

参考文献

[1]欧阳鹏.输电线路雷害原因及防雷措施的论述[J].经营管理者，2010（14）.

[2]卢祥兵.输电线路防雷研究与设计—以九-石-雅超高压输电通道为例[J].经济研究导刊，2011（23）.

[3]磨善营.浅析山区送电线路的雷害事故及防雷措施[J].中国城市经济，2011（15）.

[4]齐金定，黄光伟，冯国义.输电线路雷击故障原因分析及预防措施建议[J].河北电力技术，2006（6）.

[5]严玲.浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（8）.