220 kV输电线路防雷研究

何其彬

摘 要：电力系统中，220 kV的高压输电线是重要的组成部分之一，与其他中低压线路相比，受到雷击灾害的影响更大。文章就220 kV输电线路的防雷问题进行研究，并找出防雷保护措施。近年来，防雷输电线路的研究极大提高了防雷水平。各种防雷技术的出现，是当今输电线路中最有效的措施，同时还是维护、运行、施工的关键性工作。

关键词：220 kV 输电线路 防雷

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0040-02

电网中发生事故的主要原因多数为输电线路的故障，其中输电线路的故障主要由雷击跳闸问题造成的。因自然环境的影响，损坏设备，影响正常的工作运行，大面积的停电容易出现恶性后果。这些损坏对日常生活造成极大的恶劣的社会影响，引起社会恐慌。近年来，防雷输电线路的研究，极大提高了防雷水平。各种防雷技术的出现，是当今输电线路中最有效的措施，同时还是维护、运行、施工最重要的关键性工作。

1 220 kV输电线路雷击的产生

1.1 220 kV输电线路的雷电成因

雷电多出现在积雨云天气中，是雷电大气中的放电现象，温度和气流不同的运动下，使得积云雨能够在相应地摩擦中来电，形成带电荷的云层。总的来说，电荷不断地积累下，雷雨电压逐渐升高，且带有不同电荷雷云和大地凸显物。当接近到某一程度时，可能会发生激烈的放电现象，且出现强烈的闪光现象。由于在放电时温度能够一度达到2 000℃，空气受到热力后，发生急剧膨胀的情况，随着发生爆炸轰鸣声，最终产生雷鸣和闪电。

雷电的产生与气象条件、纬度有着密切关联，通常情况下，山地雷电与平原相比建筑物较高，受到雷击的机会较多、220 kV输电线路为长距离的输电线路，线路多是金属构筑物，所以，通过的地区大多为人类活动相对较少的平原、山区，这些地区的地形由于比较空旷，容易大面积地遭遇雷击。

1.2 架空和电线感应的起电情况

在雷电形成的过程中，220 kV线路的导线因受到雷云的影响产生了一定的静电感应，因此，当雷云放电时，大量的积压电荷能够形成上千伏的雷电感应电压，这些电压能够在一定程度上威胁高压线路的安全运行。

2 线路防雷装置的开发和利用

220 kV输电线路中，线路防雷装置一般在多短针驱雷的装置基础上进行开发的，主要应用于线路防雷的线路装置中。自上世纪80年代初，出现多次输电线路遭遇雷劈事件。常规的避雷效果不完善，线路防雷装置中开发出许多短针驱雷装置，这一驱雷装置一般被应用到智能大厦中。输电线路的具体防雷实质上可被归结为杆塔头部的防雷装置，用于超高建筑的防雷。针对防雷运行的经验而言，避雷线能够避免设备遭雷击，因而，在输电线路中杆塔塔头和附近的方位不被遭遇雷击，输电线路的跳闸几率便会大大降低。

3 220 kV输电线路防雷措施

3.1 架设避雷线

输送电线路中最基本的防雷措施是架设避雷线，避雷线的功能不仅可以防止雷直击导线，还可在雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减少入杆塔的雷电流，降低塔顶的点位，对导线具有一定的耦合作用。降低雷击杆塔时塔头绝缘上的电压。避雷线在一定的程度上对导线具有屏蔽作用，对导线上感应的电压造成一定的降低。220 kV的输电线路中架设避雷线，在每年平均雷暴日数不超过15天的地区或者相应地运行经验能够证明雷电活动轻微的地区架设单根接地线，而在山区一般则要架设双地线，220 kV的输电线路的对边导线的相应保护角应该不大于15度。

3.2 应用线路型的避雷器

220 kV输电线路中线路型避雷器采用在一定程度上提高线路的运行水平，能够履行避雷针最主要的功能，不仅能够降低跳闸发生的频率还能够使得线路有效地抵御雷击。线路型避雷器的应用能够在一定程度上有效降低跳闸现象的发生，使得220 kV的电压线路在安装避雷器后，在某种程度上较好地提高杆塔的过电压，使得大于线路的感应电压与串联电压绝缘。只有这样才能够有效地将雷电电流被积极引入到相应地接地网中，接地网能够有效地实现对线路的保护。最后，在实践的过程中为了打好更加完善地防雷效果，能够有效地采用多个避雷器相互组合的具体使用方式。针对具体的实践而言，如果220 kV的输电线路中没有安装线路型的避雷器，当杆塔受到电阻冲击时，杆塔的耐雷水平一般平均较低，如果接地电阻值相对较小时，输电线路的耐雷水平便会提高好多。因线路不同，安装线路避雷器后能够使得耐雷水平发生相应地变化。当出现输电线路遭遇雷击时，雷击的电波便会沿着线路进行传播。由于雷电波在传播的过程中需要一定的时间，需从一个杆塔传递到下一个杆塔，如果杆塔与杆塔之间的距离发生变化，便导致避雷线后的输电线路中的耐雷水平也不相同。具体的输电线路中，耐雷水平随着杆塔距离的增加后进行增大的，主要因为杆塔距离小时，避雷线上的残压与绝缘子串中的电压相比依旧较低。此时此刻，耐雷水平较高。从某种意义上而言，杆塔距离的增加，能够将雷电的电流进行分流，不断增加作用在绝缘子串上的电压，造成输电线路中的耐雷水平下降。

3.3 杆塔接地电阻降低

220 kV的输电线路中，接地电阻和耐雷水平的关系成反比，有效降低杆塔电阻使输电线路的防雷性能能够得到有效增强，还能够在某种程度上降低雷击时输电线路的过电压作用。杆塔接地电阻的降低，采用的通常是增设接地装置，利用外部接地装置和连续的接地线沿着线路埋设两根接地线，接地线能够与基塔的装置进行连接，连接之后，就不需要再做其他的装置了。针对上述方式运用的经验表明，增长接地极的长度以及采用垂直接地体，是降低杆塔接地电阻极为有效地重要措施之一。220 kV输电线路中不可避免会经历山区线路，这些输电线路位于高土壤电阻率地区，需要对电阻超规的杆塔进行改善，具体做法是：（1）将接地电阻率降低到合理的范围内；（2）依照规定的日期对全线的杆塔接地电阻进行测试，在测试的过程中如果遇到不合格的接地电阻应该进行及时的处理和更换。

3.4 增加耦合地线

220 kV电压中为了提高线路的防雷性能，减少线路的雷击跳闸率，可利用在导线的下方或者导线的周围增设耦合地线，耦合地线和架空地线方法的使用在某种程度上增强电线路防雷性能的机理。输电线路防雷性能机理的提高，能够在某种程度上提高避雷线和输电线之间耦合系数，这种方法虽然不能够在一定程度上减少绕击率，但可以起到分流和耦合作用。因此，降低杆塔绝缘上所能够承受住的电压能够在某种程度上提高输电线路的耐雷水平。

3.5 提高线路的绝缘性

绝缘能力的好与否直接与绝缘子性能有一定关系，雷击频发地段需要采用相应措施进行强化。强化输电线路与绝缘进配合，能够在一定程度上提高绝缘的耐雷水平。事实证明，绝缘子数量的增加或者等级的提高，能够大大提高耐雷水平，还会大大降低雷击跳闸的相应几率。复合材料的合成绝缘子因质量好、强度高、重量轻以及防污性能强而受到输电线路企业的喜爱。

参考文献

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