基于输电线路设计与运行中的防雷措施研析

王宇

【摘 要】 由于雷电电压比较高、电流比较大，对现有的输电线路造成很大威胁。本文通对雷电对输电线路造成的危害进行分析，并且从输电线路的防雷设计以及后期运行维护所需要采取的技术措施来提高现有输电线路的防雷能力，具有针对性的提出输电线路运行中的一些安全方法进行分析，以提高输电线路的整体防雷水平，保证电力系统的安全运行。

【关键词】 输电线路 设计 运行 防雷措施

由于输电线路在实际运行中的输电距离都比较远，所以输电线路的架设主要采用的是架空方式，并且架设地域多在野外，这样也就比较容易出现雷击现象，由于雷击造成的过电压以及过电流会对输电线路造成很大的伤害，进而造成停电事故，对人们的生活带来很大的负面影响，因此做好雷电的预防工作具有十分重要的意义。有效的做到防雷首先应该注意掌握雷电的发生规律，通过与相关的气象部门合作获取雷电发生的一些具体资料，同时还应该注意做好相关的输电线路设计工作，合理的选择输电线路的设计技术，并且通过实际的设计工作不断积累相关的防雷经验，加强对电力输电线路的保护。

1 雷电对输电线路造成的危害

雷电是一种十分常见的自然现象，并且在我国的南方地区出现的频率比较高。尽管雷电的放电时间比较短，大约为0.01秒，但是由于雷电是会释放巨大的能量，具有极强的破坏性[1]。按照雷电所带来的伤害进行分类主要包括以下几个方面。雷电所能够释放的冲击电压在瞬间能够达到数十万伏，在释放能量的短暂时间里能够机会绝大多数的电力设备，由于过电压还有可能导致电力设备的起火现象；并且由于雷电带来的高电流能够在附近产生很强的交变电磁场，由于电磁感应会在周边输电线路中形成很大的电流，从而放出热量，引发输电线路运行事故；由于高电流产生的高热量可能会引起输电线路相关金属元器件的损坏，引起火灾甚至是爆炸；由于强电流带来的静电感应能够使相关的输电线路产生大量的异常电荷，造成漏放电现象，造成电力系统火灾；并且电力系统还能够直接对电力系统造成伤害，造成电力系统的故障或者是短路问题等。图一是我国部分地区雷击次数统计。

2 输电线路设计以及运行中的防雷措施

对于输电线路来讲，其防雷手段的选择应该坚持综合性考虑，在进行防雷技术的选择时不仅应该结合不同地区的实际线路状况，通识还应该注意结合各地区存在的不同雷电活动状况，同时还应该结合不同输电线路的重要程度、架设地形等综合进行考虑，经过对以上相关因素综合考虑后才能够确定选择合适的防雷技术。

2.1 合理的选择输电路径

雷击状况与某地区的一些特征因素有关系，所以说，在进行输电线路的设计工作时应该注意尽可能的避开具有雷击特征因素的地区，选择合适的电路，降低雷击带来的伤害。根据相关的研究发现，一些比较容易遭到雷击的地形主要有以下几种[2]：土地导电性比较高的区域，这一类区域主要包括地下水位比较高或者说是含有导电性矿的区域；出现土质电阻率发生变化的地域中电阻比较低的地区，一般来看，土质电阻率比较容易发生突变的区域主要有山坡、田地等相关不同地形地貌之间的断层带、交界地域以及山谷地带；植被状况比较好的山丘的向阳面和山顶；雷暴走廊区，主要指一些河谷地带、顺风的峡谷以及山区等。地形对雷击次数的影响见图二。

2.2 降低铁塔的接地电阻

如果能够保证避雷线和塔脚电阻之间合理的匹配则能够很大程度上的降低电压。输电线路电压如果在65kv以下一般不需要设置专门的避雷线，但是仍然需要注意铁塔接地的设计工作。接地体的断面面积以及截面积对接地电阻所产生的影响并不大，所以在选择接地材料时主要考虑因素为机械强度的要求，接地材料主要选择的是钢材，水平敷设人工接地体时主要选择的是扁钢又或者是圆钢，所敷设接地装置的导体截面必须符合均压以及热稳定的需要。现在来看，常用来降低铁塔接地电阻的方法主要有以下几种：合理使用爆破接地技术，这种技术主要是通过爆破的方式来制造破裂，然后通过压力机等工程机械将一些电阻率比较低的材质放入裂缝中，这样能够很好的改善土壤的导电性能；设计时合理的使用相关的接地电阻降阻剂，这种技术使用的范围比较狭窄，主要是用在一些面积、规模比较小的接地设计中。除以上介绍的相关方法外还可以采用增加接地极深度、安装相关的多支外引式接地装置等方式来降低接地电阻[3]。

2.3 避雷线的架设

避雷线作为当今最直接的避雷方式之一具有非常广泛的应用，并且该种避雷方式具有比较高的避雷效率，不仅具有避免雷击的作用，并且同时还具有一定的分流、屏蔽以及耦合作用，分流作用主要是指避雷线能够有效的缩短经过铁塔的雷电流从而有效的降低塔顶的电位，降低由于雷击所产生的危害，屏蔽指的是导线能够通过一定的作用来降低其所感应的过电压，耦合作用指的是降低书店线路中绝缘子的电压数值。

选择避雷线路时应该与输电线路的电压等相关联，一般来看就是电压在20kv以内的输电地区不需要搭设相关的避雷线，因为这种情况下的避雷线不能有效的发挥作用，对于输电线路电压比较高的地区来讲这种作用也就比较好一些，并且还能够有效的降低输电线路成本。根据实践经验来看，避雷线路的设计成本不超过线路总成本的10%。输电压在200kv以上的线路一般都会设计全程的避雷线，并且在进行避雷线的设计设计时应该注意对于保护角的控制，保护角一般应该在30°以内，对于输电压超过500kv的输电线路其保护角一般会在15°以内，并且在有必要的情况下设置两根避雷线，尽可能的减少绕击率，增加避雷线的屏蔽作用，而且为了有效的提高避雷线的保护功能，在每一铁塔区的避雷线都应该选择接地[4]。

根据避雷线不同的功能，一般来看其悬挂方式主要有以下两种：直接悬挂于铁塔上和经绝缘子连接铁塔。现阶段，我国最新设计的高压或者超高压输电线路通常采用绝缘避雷线，这样就能够在不影响避雷效果的前提下降低能耗。

2.4 架设相关的耦合地线

这种技术主要是指在导线的周围增加相关的底线，该技术指的是在接地电阻降低而无法实现的状况下使用。这种技术能够比较好的解决雷击电流的问题，并且有效的降低在反击电压以及绝缘子串感应之间的分量，通过耦合原理能够很大程度上降低由于雷击造成的跳闸率。

3 结语

电力系统中极为重要的一部分就是输电线路，电力系统的正常运行与输电线路之间具有十分重要的关系，所以说做好输电线路的防雷工作对于电力系统的正常运行也就具有十分重要的意义。在进行输电线路的设计工作时应该注意坚持全面的设计角度，结合设计工作结束后的运行与维护，采取相关的措施保证输电线路运行的稳定，保证整个电力系统的正常运行。

参考文献：

[1]叶晓东.输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究[J].中国高新技术企业，2011，（22）：131-132.

[2]郑淑珍.基于输电线路设计与运行中的防雷措施研析[J].房地产导刊，2015，（1）：153-153.

[3]马永峰.输电线路设计中线路防雷技术的应用探究[J].山东工业技术，2014，（2）：65.

[4]徐中杰.输电线路设计中线路防雷技术的应用探究[J].低碳世界，2013，（16）：63-64.