提升输电线路防雷水平措施探究

魏培刚 李 阳 徐 亮

国网山东省电力公司沂水县供电公司

提升输电线路防雷水平措施探究

魏培刚 李 阳 徐 亮

国网山东省电力公司沂水县供电公司

对于整个电力系统来说，输电线路是其中非常重要的组成部分。由于其主要采取裸导线的方式暴露在整个自然环境之中，比较容易受到自然环境因素的影响甚至损害。其中，雷击又是造成输电线路损害的最重要因素之一。在雷雨天气，输电线路容易遭受雷击引起停电事故，对线路供电的可靠性造成严重影响。对输电线路进行防雷工作是非常重要的。而如何针对当前输电线路防雷存在的一些问题，采取更有效的防雷具体措施则是确保输电线路可靠、安全运行的重中之重。

输电线路；防雷；措施

1 雷击对输电线路的危害

雷害对输电线路的危害形式主要有两种：直击雷和感应雷。在实际运行中，常常是根据故障现象和以往经验来分析110kV及以上电压等级输电线路受到雷害的原因。这样的分析方法很难对雷害原因作出准确判断，进而影响防雷的效果。对于架设在丘陵、山地地区的线路，山坡地形等因素对地面的空间电场影响比较大，绕击率达到平原地区线路的3倍以上。直击雷过电压是雷电中危害电力设备绝缘最严重的一种。它的峰值非常高，容易对输电线路造成烧伤、击穿、绝缘子闪络甚至导线被击断而引起停电事故等严重破坏现象。

2 当前输电线路防雷存在的问题

2.1 安装避雷针问题

架空输电线路常用到的一项防雷措施就是安装避雷针进行防雷。然而，在实际应用当中，却容易暴露一些问题。有时，避雷针的不正确安装使得线路遭受雷击的概率增大。此外，避雷针的保护范围也不够大。避雷针具有引雷的作用，所以会增加受到雷击的次数。雷电被吸引到避雷针上后，会沿着避雷针流入大地，这个过程会在周围形成磁场并产生截应过电压。当截应过电压产生的作用大于被保护物的自然屏蔽装置所起的屏蔽作用时，感应过电压就会损坏被保护区内的弱电设备。

2.2 线路绝缘问题

输电线路的耐雷水平主要受到绝缘子性能好坏的影响。当前，一些线路运行单位疏于对绝缘子进行全程管理，甚至造成一些未经严格质量检验的劣质绝缘子挂网运行。即便挂网运行之后，也没有定期按照相关规程来对一些绝缘子进行检测，及时发现和更换已经劣化或是绝缘性能不满足运行要求的绝缘子。所有这些因素都会造成线路绝缘出现问题，进而影响架空输电线路的实际防雷效果。

3 提升输电线路防雷水平措施

3.1 增设线路避雷器

增设线路避雷器可有效提高线路的防雷水平，但其保护区域有限(只限于安装杆段及其附近，且对防雷接地装置质量和泄流能力的要求更高，在线路接地电阻＜4Ω时无法起到保护作用)。线路避雷器分为有空气间隙线路避雷器、无空气间隙线路避雷器。虽然有空气间隙线路避雷器的效果优于无空气间隙线路避雷器，但其维护、检修工作的难度较大，发生故障后的线路跳闸概率较高。此外，还应考虑避雷器之间的配合问题，且避雷器本身的质量问题也会引发线路故障。

3.2 提高线路的绝缘水平

线路的绝缘水平高低对线路的防雷效果影响比较大，提高线路的绝缘水平可以通过以下几点来实现。①提高线路绝缘能力。考虑到像跨河杆塔等大跨越高杆塔已经在输电线路的部分地段开始使用，这就使得杆塔落雷的机会大大增加。高塔落雷时塔顶受绕击的概率比较大，此时其受到的感应过电压也相对较大，容易引起线路跳闸。为了减小线路跳闸的可能性，可以采取一些增强线路绝缘的方法。②使用差绝缘的方式提高线路绝缘水平。这种方法在导线排列为三角形方式并且中性点不接地的系统中应用比较多。差绝缘方法，是通过在基杆塔的下面两相都增加一片绝缘子的方法，使其三相的绝缘性能不同。当导线或是杆塔遭受雷击时，雷电流首先击穿绝缘较弱的上相，然后才流入大地，从而保护了线路或杆塔。这样可以让线路的耐雷能力提升了近24%。

3.3 安装感应避雷线

线路采用的一种防雷措施，做法是在导线下方架设地线，其作用是对导线的耦合作用以降低绝缘子串上的电压，还可增加对雷电流的分流作用。济宁供电公司2014年在35 kV涟徐线上选择性的安装2 km耦合地线，收到了良好的效果，运行经验证明，耦合地线在山区对降低雷击跳闸率的作用是显著的。2014～2015年对于杆塔上方不具备挂设地线的35 kV线路，也有计划安装感应避雷线。不足之处：35 kV线路如有电力线路交跨时，如安装感应避雷线很难保证交叉跨越距离，需开断。

3.4 输电线路的防雷保护

对输电线路的防雷保护措施不仅仅包括以上所述的方法，另外还有很多其他方式预防雷击。比如适当的增加输电线路的绝缘设备，使得建弧率降低。这种防雷措施的投资比较大，工程的施工量也大，会涉及到调整输电线路导线弧垂的问题。还可以在输电线路上安装可控放电式的避雷针。通过行雷闪放电的方式对雷云电荷进行泄放，避免下行雷强烈的闪放电。安装可控放电式的避雷针的造价非常便宜，防雷的效果也很好，但是对于档距较大的输电线路的保护范围较小。在输电线路上架设避雷线也是一个很好的避雷措施，可以阻碍雷直击输电线路的导线。降低输电线路导线上的过电压。降低输电线路杆塔的接地电阻也是一个很好的防雷措施。所以对输电线路的防雷措施很多，需要根据输电线路的实际情况采取相关的防雷措施。

在选择运用哪种输电线路的防雷措施时，应当全面考虑输电线路的系统运行模式、线路的重要程度输电线路经过区域雷电活动的频率、强弱和地形地貌特征、以及输电线路经过地区土壤电阻率高低等情况，结合输电线路经过地区原有的线路运行经验，经过对技术经济等方面的比较，因地制宜地对输电线路采取科学合理的防雷保护措施，尽量降低雷电给输电线路带来的损害，保证输电线路的安全稳定运行。

[1] 王刚. 输电线路雷击风险分布研究[D]. 华南理工大学，2013.

[2] 刘西营，洪军，李斌. 提升输电线路防雷水平措施探究[J]. 通信电源技术，2016，03：142-143+146.

[3] 马宏斌，吕建刚. 输电线路的防雷对策探究[J]. 科技创新与应用，2014，32：162.