同塔双回特高压输电线路防雷策略研究

朱兴文

【摘 要】随着我国国民经济的不断发展以及建设，农业、工业和第三方产业对电力的需求不断的增长，特高压输电线路的稳定运行越来越重要。同塔双回特高压输电的线路大部分都处于容易发生雷击的山区地带，雷击危害是造成输电线路设备损坏的主要原因。本篇文章分析了雷击电压，并且研究了防雷电打击的措施，以及防雷措施继续发展的意见。

【关键词】同塔双回；特高压；输电线路；防雷策略；研究

同塔双回特高压的输电线路由于距离长、跨流域连接、跨区域连接等特征，受恶劣天气以及地理环境的影响比较大。同塔双回特高压的输电线路大部分都处在山区、人流量少的地带，这些区域的雷电活动频繁，这就导致了输电线路的发生故障的主要因素就是雷击。国外发达国家研究同塔双回特高压防雷的技术已经比较发达，我国要借鉴国外发达国家的经验，积极的学习，促进我国特高压防雷技术的发展。

一、防雷分析

国外对于同塔双回特高压防雷技术的研究从上世纪六十年代就已经开始，在研究期间集中了学院、设计、科研以及政府的技术力量，通过研究理论可行性建议、在实际应用时的研究以及进行实验等多个步骤，进行大量实验研究工作，在防雷工作上可谓是突破性的进展。

为更好的研究同塔双回特高压线路被雷电击中的特征和被雷电击中后跳闸的概率，俄罗斯等发达国家在1985年就开始对杆塔上雷击电流量、被雷击路线的位置等方面进行了研究。如下表实证分析：

本表说明了由于同塔双回特高压的输电线路对于技术要求比较高，线路在设计阶段、建造阶段以及调试阶段都是由专业人员进行工作的，所以使得同塔双回特高压输电线路的稳定性不断提高，输电线路的跳闸机率也不断的降低，由于同塔双回特高压的输电线路结构复杂、线路数量多，在可以忽略人为干扰对输电线路造成影响外，必须得控制外界干扰以及自然因素造成的影响，在这其中又以雷击伤害为最主要因素[1]。

通常我们把雷电损坏输电线路的原因分为两个部分：第一个部分是雷电击中电线杆塔，导致绝缘体反串雷电，引起输电线路故障；第二个部分是雷电环绕击中避雷线无法保护的范围外，击中了相导线，引起输电线路损坏。

（一）雷电击中电线杆塔时杆塔的耐雷电打击水平

由于在同塔双回特高压输电线路中，线路工作电压在绝缘体中占据的比例比较大，所以要把工作输电线路的电压平均值加到绝缘体中所受到雷击伤害的电压中进行考虑计算。通过上图图表我们可以得知，同塔双回特高压输电线路在遭受雷击的耐雷击压力还是比较好的。在雷电击中时雷电超过输电线路耐压范围的输电线路的概率也不高[2]。如果把杆塔的接地线阻进行降低，同塔双回特高压输电线路耐雷击的水平则会更高。

（二）雷电绕击相导线时相导线的耐雷电打击水平

输电线路上的相导线的电压是雷电电压以及工作电压相互叠加的，所以要考虑到对于工作电压造成的影响。雷电绕击相导线时相导线的耐雷电打击的效果不佳，小流量的雷电击中相导线仍会影响输电线路正常工作，所以同塔双回特高压的输电线路跳闸故障的原因是由雷电绕击相导线引起的。

二、同塔双回特高压输电线路的防雷措施研究

（一）平衡高防雷技术

由于同塔双回特高压的输电线路的优点是节省线路走廊，所以在近些年的防雷研究中我國已经取得了重大进展，但是由于输电线路的导线是垂直排列的，这种输电线路由于杆塔较高，和同等级电压的呈水平状排列的线路向比较，同塔双回特高压的输电线路的耐雷电击的效果比较低。

国外发达国家关于同塔双回特高压的输电线路的防雷措施研究非常宝贵，日本在上世纪六十年代采取了减少其中一回线路绝缘子串招的弧角距离，开展了两回线路同时跳闸线路故障的研究，减少双回线路同时跳闸的机率，试验结果导致了同塔双回特高压的输电线路的跳闸故障更高，最后日本采用了平衡高绝缘[3]。

我国由于对同塔双回特高压的输电线路防雷措施的研究刚开始，所以一方面要借鉴发达国家的成功经验，一方面又要吸取日本试验的经验教训，在同塔双回特高压的输电线路的防雷策略中使用平衡高绝缘技术。

（二）线路避雷器

对于地理环境复杂、土壤的电阻率高、雷电活动比较频繁的地区，要使用线路避雷器来降低同塔双回特高压的输电线路的遭雷击机率，取代以往传统的避雷措施，这种避雷措施的方法作用明显，并且成本低，可以大范围的推广。

借鉴国外发达国家的研究经验，国内国外的防雷实验都表明了不管是雷电绕击导线还是雷击塔顶的反击方面，在同塔双回特高压的输电线路线路上安装线路型金属氧化物避雷器，在同塔双回特高压的输电线路的防雷效果中都是很值得推广的[4]。

（三）避雷针的可控放电技术

通过实验研究可以发现，同塔双回特高压的输电线路的防雷措施中，尤其适合可控放电型的避雷针。可控放电型的避雷针与传统的避雷针相比，可控放电型的避雷针有相对比较大的保护角，对于雷电的引击能力强，这种技术可以减少输电线路被雷击的概率[5]。除此之外，可以根据同塔双回特高压输电线路的耐雷击水平，可控放电型的避雷针主放电的电流量比较小、陡度也比较低，同塔双回特高压的输电线路防雷时可以使用这种类型的避雷针，可控放电型的避雷针可以耐得住雷击的放电电流，而且不会发生输电线路发生跳闸现象。

（四）半导体防雷技术

半导体的消雷器是一种新型的防止雷击的装置，它的优点是可以降低雷电陡度和电流的幅值。半导体的消雷器的组合是5- 19跟半导体针，都是呈向上的状态，按照顺序布置在垂直交叉的扇面上，每一根的针长度大约为5米，每一根半导体针的下端都有四根长度为30厘米的金属针。

半导体的消雷技术原理为：阻碍上行导体的发展，依靠半导体电阻的限流消灭往上部发展的雷电，对雷电中的电荷进行中和，削弱雷电的危害力度，依靠下方端头的特殊形状增加对于下部发展雷电的吸引能力，增加特高压输电线路的保护范围。

三、结语

总的来说，目前我国同塔双回特高压的输电线路的防雷措施水平还是有比较先进的水平，但是和国外发达国家的输电线路防雷技术相比较，我国的技术仍然有一定的差距，所以在高压输电线路的防雷措施中，我们还有大量的工作要去做。由于雷电是无法避免的自然现象，所以需要各个地区的电力部门进行合作，才可以尽量的减少输电线路发生故障，将雷电带来的损失伤害降到最低。

参考文献：

[1]谷定燮，胡伟，张业茂，何慧雯.1000kV交流同塔双回线路伞形塔与鼓型塔比较[J].高电压技术，2010，01：129- 135.

[2]孙义豪，司马文霞，杨庆，袁涛，孙才新，李建标.1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能[J].高电压技术，2011，09：2102- 2110.

[3]尤少华，刘云鹏，律方成，万晓东，万启发，吴湘源.特高压交流同塔双回试验线段雨天电晕损失研究[J].高电压技术，2011，09：2149- 2155.

[4]李振，余占清，何金良，彭向阳，李志峰.线路避雷器改善同塔多回线路防雷性能的分析[J].高电压技术，2011，12：3120- 3128.

[5]赵志斌，董松昭，谢辉春.特高压交流同塔双回输电线路邻近建筑物时畸变电场研究[J].高电压技术，2012，09：2171- 2177.