高压输电线路防雷电灾害方法及改进研究

刘锦湖

摘 要：珠海地区线路的雷害事故在电力系统总的雷害事故中占较大比重比例。线路遭受雷击后，沿线路传入变电站的侵入波又威胁着变电站内的电气设备，造成变电站事故。加强对输电线路的防雷不仅可以减少因雷击引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电力系统供电可靠性的重要环节。主要对雷电形成的机理进行了阐述，并从高压输电线路防雷的重要性出发，对高压输电线路防雷中存在的隐患和改进措施进行了讨论。

关键词：电力系统；输电线路；雷害事故；雷击闪络

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0078-02

国内外高压、超高压线路运行经验表明，线路绝缘闪络主要是工作过电压和雷击闪络，而在这种原因造成的绝缘闪络中，雷击又占绝大多数，所以雷害是造成线路故障的主要原因。

据统计，2009—2013年珠海地区架空线路共发生跳闸331次，其中，因雷击引起的跳闸191次，占总跳闸次数的57.70%.具体各年份情况如表1所示。

由表1可以看出，2009—2013年，除去台风这种突发情况导致的线路集中跳闸，珠海地区架空送电线路雷击跳闸率基本维持在50%～70%之间，位居各类故障第一位。由此可见，雷害已成为影响输电设备安全运行的重要因素。

1 输电线路遭受雷击可能存在的隐患

1.1 绝缘子的使用

在线路运行的时候，悬式瓷绝缘子中就会有零值绝缘子出现。在过电压当中，这串绝缘子就成为了薄弱环节，也容易出现闪络击穿的现象。在受到雷电过电压之后，钢化玻璃绝缘子就会出现掉串或裸串的现象。在运行过程中使用合成绝缘子，可能会受到机械的作用，从而造成掉串，同时，也容易出现留下绝缘老化的隐患。

1.2 杆塔存在的隐患

在架空输电线路中，杆塔主要用于输电线的支撑，一般来说，杆塔是用钢筋混凝土或钢材制成的。由于时间一长，钢筋混凝土杆有可能出现裂缝，因此，一旦受到雷电袭击，闪电在瞬间通过杆塔之时，就会使钢筋过热，从而导致水泥杆出现爆裂，或者在雷电通过拉线之时，会出现机械强度降低、拉线发热的现象，这样也会出现倒杆等事故。

1.3 避雷线防雷存在的局限性

避雷线也被称之为架空地线，主要用于线路防雷。当输电线路受到雷击时，导线上面就会产生强大的过电压，而避雷线能够将导线遮蔽，尽可能地承担雷电，并通过杆塔的金属部分将大部分电流通过杆塔传入大地。

1.4 接地装置的问题

接地装置主要指的是将接地电极与埋设在地下的接地网连接在一起的设备。接地装置中主要存在两种问题：①地网的腐蚀，尤其是电化学的腐蚀，其与杆塔帝王土壤的具体结构有关系。②接地装置电阻会受到接地线敷设长度、埋深的影响。

2 常用的高压输电线路防雷措施

雷电是大自然中不可避免的灾害，如何减少雷电对高压输电线路的危害，就成为我们的研究重点。一般来说，在防雷措施的研究上，我们要考虑线路路经区域雷电活动的强弱。此外，对当地以前线路运行经验的借鉴也是确定保护措施的有效方式。

2.1 线路走向的合理选择

通过对各个地区地形的研究以及多年来从事研究的经验，能够将经常遭受雷电袭击的区域划分出来。一般来说，我们称这些区域为易击区。所以，在高压输电线路的架设设计中，应当尽可能地避开这些区域。如果无法避免，就要采取相应的保护措施，将该区域作为重点防雷保护区，从而减少雷电对输电线路的影响。

2.2 避雷线的架设

在输电线路的防雷保护中，避雷线的架设是最有效也是最基本的措施。避雷线除了能防止雷电直接击打到导线外，还有以下几个方面的作用：①分流。主要是减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶的电位。②通过耦合作用降低线路绝缘子的电压。③对导线起到屏蔽作用，降低导线上的过电压感应。一般来说，线路电压越高，避雷线使用的效果会越优，且在输电线路的造价当中，避雷线所占比例并不高。另外，在高压输电线路当中，一般都会选择架设双避雷线的方式。

2.3 降低杆塔接地电阻

要降低杆塔接地电阻，就要注意以下几个方面的问题：①接地引下线、架空地线的连接应牢固，保证接触良好。②要严格把关接地装置的施工质量，确保接地电阻能够符合最初的设计要求。③对于高电阻率的土壤，可以使用降阻剂来降低其电阻，使其与金属接地体紧密地接触在一起。只有这样，才能够保证电流流通面足够大，能够将雷电电流迅速地引入到大地之中。

2.4 在线路中装设避雷器

为了降低直击雷对线路的损害，我们也可以架设避雷线，但我们却无法将感应过电压和雷电绕击完全消除。因此，我们应该将避雷器安装在容易遭受雷击的线路杆塔上，此外，避雷器和接地线之间的连接也能够将电流引入大地。

2.5 架设耦合地线

将接地线架设在容易遭受雷击的区域或者是多发区域的导线下方，以提高输电线路的耐雷水平，控制雷击跳闸率。在架设耦合地线时，根据不同的架设线位置，可以将其分成直挂式和侧面两种技术方式。前面一类主要是在线路导线下方直接架设，后一类是在线路两侧平行架设。这两种方式都能增强地线的屏蔽作用。

2.6 线路绝缘性能的提高

只有保证线路的绝缘性能，才能降低跳闸率，进而减少被雷击中的次数。如果架设的区域位于高海拔地区，且容易受到雷击的区域，就需要强化线路绝缘子的检查力度。如果绝缘子处于低值或零值，则应及时更换。从2003年起，结合线路防污调爬，珠海供电局Ⅳ级污区的线路耐张塔采用了110 kV10片、220 kV18片绝缘子的配置，相比以前分别增加了2片和4片，直线杆塔采用新型合成绝缘子和双均压环，干弧距离增加了15%，有效提高了线路的耐雷水平。此外，如果一般的防雷措施达不到防雷标准，也可以采用不平衡绝缘的方式，防止同塔架设线路双回同时跳闸。对于110 kV线路，一般采用一回保持不变，另一回增加2片绝缘子的形式。如果差值太小（例如只增加了1片），由于绝缘子串的放电分散性，就无法达成确保一回的目的。这种形式在我局110 kV大红、大北、凤官等双回同塔线路得以应用，取得了明显的效果。

2.7 安装自动重合闸装置

输电线路自动重合闸装置是在线路发生雷击闪络等情况后，保持供电的有效设施，是防雷的最后一道保护。

2.8 雷电定位系统的应用

雷电定位系统是一套全自动、大面积、高精度的系统。实时雷电监测系统能实时遥测并显示云对地放电的时间、位置、雷电流峰值、回击次数，并清晰地显示出雷击点的分时彩色图。该系统能有效判断雷击点，帮助运行维护人员快速查处故障点。

3 结束语

我们在应用防雷技术时，一定要结合实际情况，才会得到好的应用效果。相关部门也要不断落实合理、有效的防雷措施，全面保障高压输电线路的稳定性和安全性，创造更好的经济和社会效益。

参考文献

[1]吴家鑫.浅谈110 kV 高压输电线路的防雷措施[J].科技资讯，2011（10）.

[2]张平.500 kV 架空输电线路雷电分析及防雷措施[J].科技资讯，2010（06）.

〔编辑：王霞〕

摘 要：珠海地区线路的雷害事故在电力系统总的雷害事故中占较大比重比例。线路遭受雷击后，沿线路传入变电站的侵入波又威胁着变电站内的电气设备，造成变电站事故。加强对输电线路的防雷不仅可以减少因雷击引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电力系统供电可靠性的重要环节。主要对雷电形成的机理进行了阐述，并从高压输电线路防雷的重要性出发，对高压输电线路防雷中存在的隐患和改进措施进行了讨论。

关键词：电力系统；输电线路；雷害事故；雷击闪络

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0078-02

国内外高压、超高压线路运行经验表明，线路绝缘闪络主要是工作过电压和雷击闪络，而在这种原因造成的绝缘闪络中，雷击又占绝大多数，所以雷害是造成线路故障的主要原因。

据统计，2009—2013年珠海地区架空线路共发生跳闸331次，其中，因雷击引起的跳闸191次，占总跳闸次数的57.70%.具体各年份情况如表1所示。

由表1可以看出，2009—2013年，除去台风这种突发情况导致的线路集中跳闸，珠海地区架空送电线路雷击跳闸率基本维持在50%～70%之间，位居各类故障第一位。由此可见，雷害已成为影响输电设备安全运行的重要因素。

1 输电线路遭受雷击可能存在的隐患

1.1 绝缘子的使用

在线路运行的时候，悬式瓷绝缘子中就会有零值绝缘子出现。在过电压当中，这串绝缘子就成为了薄弱环节，也容易出现闪络击穿的现象。在受到雷电过电压之后，钢化玻璃绝缘子就会出现掉串或裸串的现象。在运行过程中使用合成绝缘子，可能会受到机械的作用，从而造成掉串，同时，也容易出现留下绝缘老化的隐患。

1.2 杆塔存在的隐患

在架空输电线路中，杆塔主要用于输电线的支撑，一般来说，杆塔是用钢筋混凝土或钢材制成的。由于时间一长，钢筋混凝土杆有可能出现裂缝，因此，一旦受到雷电袭击，闪电在瞬间通过杆塔之时，就会使钢筋过热，从而导致水泥杆出现爆裂，或者在雷电通过拉线之时，会出现机械强度降低、拉线发热的现象，这样也会出现倒杆等事故。

1.3 避雷线防雷存在的局限性

避雷线也被称之为架空地线，主要用于线路防雷。当输电线路受到雷击时，导线上面就会产生强大的过电压，而避雷线能够将导线遮蔽，尽可能地承担雷电，并通过杆塔的金属部分将大部分电流通过杆塔传入大地。

1.4 接地装置的问题

接地装置主要指的是将接地电极与埋设在地下的接地网连接在一起的设备。接地装置中主要存在两种问题：①地网的腐蚀，尤其是电化学的腐蚀，其与杆塔帝王土壤的具体结构有关系。②接地装置电阻会受到接地线敷设长度、埋深的影响。

2 常用的高压输电线路防雷措施

雷电是大自然中不可避免的灾害，如何减少雷电对高压输电线路的危害，就成为我们的研究重点。一般来说，在防雷措施的研究上，我们要考虑线路路经区域雷电活动的强弱。此外，对当地以前线路运行经验的借鉴也是确定保护措施的有效方式。

2.1 线路走向的合理选择

通过对各个地区地形的研究以及多年来从事研究的经验，能够将经常遭受雷电袭击的区域划分出来。一般来说，我们称这些区域为易击区。所以，在高压输电线路的架设设计中，应当尽可能地避开这些区域。如果无法避免，就要采取相应的保护措施，将该区域作为重点防雷保护区，从而减少雷电对输电线路的影响。

2.2 避雷线的架设

在输电线路的防雷保护中，避雷线的架设是最有效也是最基本的措施。避雷线除了能防止雷电直接击打到导线外，还有以下几个方面的作用：①分流。主要是减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶的电位。②通过耦合作用降低线路绝缘子的电压。③对导线起到屏蔽作用，降低导线上的过电压感应。一般来说，线路电压越高，避雷线使用的效果会越优，且在输电线路的造价当中，避雷线所占比例并不高。另外，在高压输电线路当中，一般都会选择架设双避雷线的方式。

2.3 降低杆塔接地电阻

要降低杆塔接地电阻，就要注意以下几个方面的问题：①接地引下线、架空地线的连接应牢固，保证接触良好。②要严格把关接地装置的施工质量，确保接地电阻能够符合最初的设计要求。③对于高电阻率的土壤，可以使用降阻剂来降低其电阻，使其与金属接地体紧密地接触在一起。只有这样，才能够保证电流流通面足够大，能够将雷电电流迅速地引入到大地之中。

2.4 在线路中装设避雷器

为了降低直击雷对线路的损害，我们也可以架设避雷线，但我们却无法将感应过电压和雷电绕击完全消除。因此，我们应该将避雷器安装在容易遭受雷击的线路杆塔上，此外，避雷器和接地线之间的连接也能够将电流引入大地。

2.5 架设耦合地线

将接地线架设在容易遭受雷击的区域或者是多发区域的导线下方，以提高输电线路的耐雷水平，控制雷击跳闸率。在架设耦合地线时，根据不同的架设线位置，可以将其分成直挂式和侧面两种技术方式。前面一类主要是在线路导线下方直接架设，后一类是在线路两侧平行架设。这两种方式都能增强地线的屏蔽作用。

2.6 线路绝缘性能的提高

只有保证线路的绝缘性能，才能降低跳闸率，进而减少被雷击中的次数。如果架设的区域位于高海拔地区，且容易受到雷击的区域，就需要强化线路绝缘子的检查力度。如果绝缘子处于低值或零值，则应及时更换。从2003年起，结合线路防污调爬，珠海供电局Ⅳ级污区的线路耐张塔采用了110 kV10片、220 kV18片绝缘子的配置，相比以前分别增加了2片和4片，直线杆塔采用新型合成绝缘子和双均压环，干弧距离增加了15%，有效提高了线路的耐雷水平。此外，如果一般的防雷措施达不到防雷标准，也可以采用不平衡绝缘的方式，防止同塔架设线路双回同时跳闸。对于110 kV线路，一般采用一回保持不变，另一回增加2片绝缘子的形式。如果差值太小（例如只增加了1片），由于绝缘子串的放电分散性，就无法达成确保一回的目的。这种形式在我局110 kV大红、大北、凤官等双回同塔线路得以应用，取得了明显的效果。

2.7 安装自动重合闸装置

输电线路自动重合闸装置是在线路发生雷击闪络等情况后，保持供电的有效设施，是防雷的最后一道保护。

2.8 雷电定位系统的应用

雷电定位系统是一套全自动、大面积、高精度的系统。实时雷电监测系统能实时遥测并显示云对地放电的时间、位置、雷电流峰值、回击次数，并清晰地显示出雷击点的分时彩色图。该系统能有效判断雷击点，帮助运行维护人员快速查处故障点。

3 结束语

我们在应用防雷技术时，一定要结合实际情况，才会得到好的应用效果。相关部门也要不断落实合理、有效的防雷措施，全面保障高压输电线路的稳定性和安全性，创造更好的经济和社会效益。

参考文献

[1]吴家鑫.浅谈110 kV 高压输电线路的防雷措施[J].科技资讯，2011（10）.

[2]张平.500 kV 架空输电线路雷电分析及防雷措施[J].科技资讯，2010（06）.

〔编辑：王霞〕

摘 要：珠海地区线路的雷害事故在电力系统总的雷害事故中占较大比重比例。线路遭受雷击后，沿线路传入变电站的侵入波又威胁着变电站内的电气设备，造成变电站事故。加强对输电线路的防雷不仅可以减少因雷击引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电力系统供电可靠性的重要环节。主要对雷电形成的机理进行了阐述，并从高压输电线路防雷的重要性出发，对高压输电线路防雷中存在的隐患和改进措施进行了讨论。

关键词：电力系统；输电线路；雷害事故；雷击闪络

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0078-02

国内外高压、超高压线路运行经验表明，线路绝缘闪络主要是工作过电压和雷击闪络，而在这种原因造成的绝缘闪络中，雷击又占绝大多数，所以雷害是造成线路故障的主要原因。

据统计，2009—2013年珠海地区架空线路共发生跳闸331次，其中，因雷击引起的跳闸191次，占总跳闸次数的57.70%.具体各年份情况如表1所示。

由表1可以看出，2009—2013年，除去台风这种突发情况导致的线路集中跳闸，珠海地区架空送电线路雷击跳闸率基本维持在50%～70%之间，位居各类故障第一位。由此可见，雷害已成为影响输电设备安全运行的重要因素。

1 输电线路遭受雷击可能存在的隐患

1.1 绝缘子的使用

在线路运行的时候，悬式瓷绝缘子中就会有零值绝缘子出现。在过电压当中，这串绝缘子就成为了薄弱环节，也容易出现闪络击穿的现象。在受到雷电过电压之后，钢化玻璃绝缘子就会出现掉串或裸串的现象。在运行过程中使用合成绝缘子，可能会受到机械的作用，从而造成掉串，同时，也容易出现留下绝缘老化的隐患。

1.2 杆塔存在的隐患

在架空输电线路中，杆塔主要用于输电线的支撑，一般来说，杆塔是用钢筋混凝土或钢材制成的。由于时间一长，钢筋混凝土杆有可能出现裂缝，因此，一旦受到雷电袭击，闪电在瞬间通过杆塔之时，就会使钢筋过热，从而导致水泥杆出现爆裂，或者在雷电通过拉线之时，会出现机械强度降低、拉线发热的现象，这样也会出现倒杆等事故。

1.3 避雷线防雷存在的局限性

避雷线也被称之为架空地线，主要用于线路防雷。当输电线路受到雷击时，导线上面就会产生强大的过电压，而避雷线能够将导线遮蔽，尽可能地承担雷电，并通过杆塔的金属部分将大部分电流通过杆塔传入大地。

1.4 接地装置的问题

接地装置主要指的是将接地电极与埋设在地下的接地网连接在一起的设备。接地装置中主要存在两种问题：①地网的腐蚀，尤其是电化学的腐蚀，其与杆塔帝王土壤的具体结构有关系。②接地装置电阻会受到接地线敷设长度、埋深的影响。

2 常用的高压输电线路防雷措施

雷电是大自然中不可避免的灾害，如何减少雷电对高压输电线路的危害，就成为我们的研究重点。一般来说，在防雷措施的研究上，我们要考虑线路路经区域雷电活动的强弱。此外，对当地以前线路运行经验的借鉴也是确定保护措施的有效方式。

2.1 线路走向的合理选择

通过对各个地区地形的研究以及多年来从事研究的经验，能够将经常遭受雷电袭击的区域划分出来。一般来说，我们称这些区域为易击区。所以，在高压输电线路的架设设计中，应当尽可能地避开这些区域。如果无法避免，就要采取相应的保护措施，将该区域作为重点防雷保护区，从而减少雷电对输电线路的影响。

2.2 避雷线的架设

在输电线路的防雷保护中，避雷线的架设是最有效也是最基本的措施。避雷线除了能防止雷电直接击打到导线外，还有以下几个方面的作用：①分流。主要是减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶的电位。②通过耦合作用降低线路绝缘子的电压。③对导线起到屏蔽作用，降低导线上的过电压感应。一般来说，线路电压越高，避雷线使用的效果会越优，且在输电线路的造价当中，避雷线所占比例并不高。另外，在高压输电线路当中，一般都会选择架设双避雷线的方式。

2.3 降低杆塔接地电阻

要降低杆塔接地电阻，就要注意以下几个方面的问题：①接地引下线、架空地线的连接应牢固，保证接触良好。②要严格把关接地装置的施工质量，确保接地电阻能够符合最初的设计要求。③对于高电阻率的土壤，可以使用降阻剂来降低其电阻，使其与金属接地体紧密地接触在一起。只有这样，才能够保证电流流通面足够大，能够将雷电电流迅速地引入到大地之中。

2.4 在线路中装设避雷器

为了降低直击雷对线路的损害，我们也可以架设避雷线，但我们却无法将感应过电压和雷电绕击完全消除。因此，我们应该将避雷器安装在容易遭受雷击的线路杆塔上，此外，避雷器和接地线之间的连接也能够将电流引入大地。

2.5 架设耦合地线

将接地线架设在容易遭受雷击的区域或者是多发区域的导线下方，以提高输电线路的耐雷水平，控制雷击跳闸率。在架设耦合地线时，根据不同的架设线位置，可以将其分成直挂式和侧面两种技术方式。前面一类主要是在线路导线下方直接架设，后一类是在线路两侧平行架设。这两种方式都能增强地线的屏蔽作用。

2.6 线路绝缘性能的提高

只有保证线路的绝缘性能，才能降低跳闸率，进而减少被雷击中的次数。如果架设的区域位于高海拔地区，且容易受到雷击的区域，就需要强化线路绝缘子的检查力度。如果绝缘子处于低值或零值，则应及时更换。从2003年起，结合线路防污调爬，珠海供电局Ⅳ级污区的线路耐张塔采用了110 kV10片、220 kV18片绝缘子的配置，相比以前分别增加了2片和4片，直线杆塔采用新型合成绝缘子和双均压环，干弧距离增加了15%，有效提高了线路的耐雷水平。此外，如果一般的防雷措施达不到防雷标准，也可以采用不平衡绝缘的方式，防止同塔架设线路双回同时跳闸。对于110 kV线路，一般采用一回保持不变，另一回增加2片绝缘子的形式。如果差值太小（例如只增加了1片），由于绝缘子串的放电分散性，就无法达成确保一回的目的。这种形式在我局110 kV大红、大北、凤官等双回同塔线路得以应用，取得了明显的效果。

2.7 安装自动重合闸装置

输电线路自动重合闸装置是在线路发生雷击闪络等情况后，保持供电的有效设施，是防雷的最后一道保护。

2.8 雷电定位系统的应用

雷电定位系统是一套全自动、大面积、高精度的系统。实时雷电监测系统能实时遥测并显示云对地放电的时间、位置、雷电流峰值、回击次数，并清晰地显示出雷击点的分时彩色图。该系统能有效判断雷击点，帮助运行维护人员快速查处故障点。

3 结束语

我们在应用防雷技术时，一定要结合实际情况，才会得到好的应用效果。相关部门也要不断落实合理、有效的防雷措施，全面保障高压输电线路的稳定性和安全性，创造更好的经济和社会效益。

参考文献

[1]吴家鑫.浅谈110 kV 高压输电线路的防雷措施[J].科技资讯，2011（10）.

[2]张平.500 kV 架空输电线路雷电分析及防雷措施[J].科技资讯，2010（06）.

〔编辑：王霞〕