电力输电线路运行防雷管理措施分析

摘 要：通过实际的运行经验，对输电线路雷电原因进行了分析，分析得出影响雷害的因素是多方面的。根据雷害故障的性质以及线路运行情况，考虑现场地理情况，提出了一些有针对性的防雷措施。

关键词：输电线路；防雷管理；措施分析

输电线路为电网的主要网架，其运行安全是整个电网安全运行的保障。目前，输电线路故障中以雷击跳闸为主，尤其是山区的输电线路故障基本上都是雷击跳闸引起的。输电线路发生故障，单电源运行的变电站就会全站停电，直接影响到整个片区的供电。同时，电压等级越高，线路的安全运行与雷电危害的矛盾就越突出。因此，对雷害原因进行有效的分析，确定雷击性质，并采取相应有效的防雷措施，保障线路安全进行，具有重大的意义。

一、输电线路中产生雷害的原因

输电线路雷击闪电的原因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。这种过电压也称为大气过电压，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击的形成主要是大地感应电荷通过建立一个放电泄流通道来中和雷云中的异种电荷，因此，雷击和接地装置的完好性有直接的关系。当雷电放电时，会产生较强的雷电流，能够在空气中形成变化较快的磁场，从而形成了电磁感应雷，这种电磁感应雷能够感应出较大的电动势。电磁感应雷与输电线路之间会产生电磁火花，其产生的高电位能够沿着输电线路传送到建筑物或者变电站内部，从建筑物内用电设备造成伤害。静电感应雷为当雷电云层运动时，在输电线路顶部的会产生与雷电云层电性相反的电荷，当雷电云层放电之后，雷电运行包含的电荷就转变为自由移动的电荷，这就会产生较高的静电电压，该静电电压的能够达到几十万伏，会引发输电线路顶端出现不同程度的放电现象，从而产生电火花，引发爆炸。火灾等危害。直接雷分为绕击雷与反击雷两大类，输电线路受到绕击雷的危害主要为，雷电绕过输电线路中设置的避雷线路而对输电线路产生危害。该类雷电事故的发生主要与输电线路的杆塔高度、输电线路导线保护脚设计及输电线路所处区域的地质、地貌等条件有着直接的关系。为了防止绕击雷对输电线路危害，在进行输电线路设计时，可以设置高空雷电拦截先导，防止绕击雷进入到接地体的绕击区域。

实际经验表明：山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加，绕击率较高；平原，丘陵地区的线路则以反击为主。山区线路最有效的防雷措施是选择良好的防雷走廊，减少避雷线保护角，加强绝缘。平原、丘陵地区的线路降低接地电阻是最有效的防雷措施。影响雷害的因素有很多，要准确判断雷害故障的性质，必须掌握线路的运行状况，结合现场地理情况进行综合分析。

二、输电线路雷击危害

从我国输电线路雷击事故的情况来分析，输电线路雷击最为直接的危害是造成了输电线路的跳闸，如果输电线路所处地区的电阻率更高，地形更为复杂，输电线路在遭受雷击时更容易引发线路的跳闸情况。所以，雷击时引发输电线路稳定运行的关键性的因素。

三、输电线路防止雷击管理措施分析

输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能，降低线路的雷击跳闸率。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。除架设避雷线措施之外，还应注意做好以下几项措施：

（一）减少外边相避雷线的保护角或者采用负角保护。在以往进行防雷设计时，只要求遵照规程规定满足杆塔避雷线保护角的要求就可以，忽略了山坡对防雷保护角的影响，则造成了杆塔防雷保护角不能满足防雷设计的实际要求，增加了线路闪络次数，影响电网安全进行。针对山区运行线路容易受绕击的情况建议采用有效屏蔽角公式计算校验杆塔有效保护角，以便设计时针对保护角偏大情况采取相应措施减少雷电绕击概率。

（二）搭设输电线路避雷线。输电线路避雷线是现阶段预防输电线路雷击的主要措施手段，避雷线能够起到分流、屏蔽及耦合等多方面的作用。输电线路的分流作用为减少雷击电，使輸电线路杆塔塔顶的电位降低，这在很大程度上能够降低雷击对整个输电线路的破坏作用。输电线路的耦合作用为通过输电线路内设置的耦合导线来实现输电线路所含绝缘子电压的降低。输电线路避雷线屏蔽的作用为实现输电线路内感应电压的降低。此外，在进行避雷线路设计的过程中，应充分的保证每根避雷线路的避雷效果，确保输电线路内每两个杆塔之间的避雷线路均能够接地，同时保证每两个避雷区间留有一定的间隙。同时在尽心超高压或者高压线路的避雷线设计时，常采用绝缘避雷线，以更好的使功率的消耗降低。

为了起到保护作用，避雷线应在每基铁塔处接地。在双避雷线的超高压输电线路上，正常的工作电流将在每个档距中两根避雷线所组成的闭合回路里感应出电流并引起功率损耗。为了减少这一损耗，同时为了把避雷线兼作通讯及继电保护的通道，可将避雷线经过一个小间隙对地（铁塔）绝缘起来。雷击时，间隙被击穿，使避雷线接地。随着线路电压等级的下降，线路的绝缘水平也随之逐级下降，避雷线的防护效果也就逐步降低，以致在很低电压（例如 20k V 以下）时失去实用意义。因此，避雷线一般只用于输电线路中。

（三）加强绝缘和采用不平衡绝缘方式。在雷电活动强烈地段，如大跨越高杆塔和进线段，应增加绝缘子片数。研究结果表明，在同塔双回线路的一回线路上增加绝缘子，确实可以使双回线路同时跳闸的概率降低，但无法完全消除同时跳闸事故。

（四）接地装置的处理。高压输电线路耐雷水平随杆塔接地电阻的增加而降低。接地装置埋深，要求大于0.6m，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。

（五）安装避雷器。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。然而，线路避雷器的防雷效果只对安装点起保护作用，完全达到防雷效果需全线安装线路避雷器，投资巨大，在线路的部分杆塔上安装线路避雷器，如果选点不合适就达不到应有的保护效果，通常都是在遭受雷击严重的部分杆塔点处装设线路避雷器。因此，为避免在使用线路避雷器时的盲目性，必须掌握线路的运行现状及重要性，加强针对性和技术经济比较，有针对性的安装线路避雷器。

（六）装设自动重合闸装置。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。此外还应当增强对输电线路的监测，全面的消除输电线路运行过程中的隐患。

四、结语

随着市场经济的进一步发展，国家对于电力企业的建设发展投资将会更大，电力企业在整个市场经济中地位将会更高，电力输电线路必然得到更为广泛的建设，全面的做好电力输电线路的运行防雷管理措施对于保证电力输电线路运行的稳定性将更加关键，这就要求技术人员在具体的工作中，针对本地区的实际情况，采取针对性的措施，保证电力输电线路运行的稳定性。

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作者简介：杨振东，国网内蒙古东部电力有限公司兴安供电公司。