输电线路雷击防治措施

尚政委

摘 要：输电线路在运行过程中，遭受雷击损害，属于常见自然灾害，无可避免。只能采取合理的防雷措施，减少线路雷击概率，降低雷害损失。本文通过对雷击特征进行分析，采用分类法对不同雷击现象提出防治措施，以供同仁参考。

关键词：输电线路；雷击；防治措施

依照雷击特征，可分直击雷和感应雷两种。雷击常引起输电线路绝缘闪络，通过解析其绝缘闪络类型，制定出有针对性的防治措施。通常情况下线路雷击后跳闸多数是由于绕击所致，针对220kV或是以上的线路应该把防雷击的重点放在防绕击上，需加强防治措施有效降低其绕击率。只有正确分析出线路产生故障的切实原因，才能降低其线路产生雷击故障的概率。因此需要依照实践经验分析电路产生雷击故障的类型，且有针对性的提出可行防治措施，进而维护输电线路稳定和可靠的运行。

1概述雷电的产生

雷电是由雷云（带电的云层〕对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。因此，对雷电的形成过程及其放电条件应有所了解，从而采取适当的措施，保护建筑物或设备不受雷击。空中云层在雷雨天气时会产生较多电荷，在电荷作用下形成了静电感应。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时（击穿强度达到了25·30kV/cm形成电离通道〕，即发生了雷云与大地间的放电。对于输电线路来说，当雷电到达了地面的附件时，放电的主通道形成，大气中的负电荷和大地的正电荷在通道内进行电荷中和，最终产生了雷电。

2雷电特征及其输电线路易雷击部位

一些地面上突出的建筑物极易被雷电击中，其中高跨在野外地区的输电线路就易被雷击中。这主要是由于输电线路处于架空状态时，其对地有较大的距离且线路比较长，因而易受雷击的侵袭。在传统统计中使用"雷暴曰”，体现雷电强度，虽然与雷电产生的次数没有直接性关系，但是可依照在单位天内仅产生一次的雷暴去描述雷电现象所持续的时间及其雷击的有效密度。所以，使用雷暴日能够有效预测出线路产生的雷击概率或频率就有些缺少科学性。使用落雷密度年均值却能更精准、更科学地表示出其雷击频率。通过研究相关理论知识以及实践观察等发现，线路遭受雷击侵袭不具有均匀性特征，它是雷击的主要特征。对于极易产生雷击的部位而言，主要是架空的杆塔和导线等。尤其是土壤具有较小的电阻率，例如：金属矿、河岸等都是易被雷击的部位。另外，土壤交接地由于具有较大的电阻率差异，故也易被雷击。为此，有必要对这些易雷击部位做好相应防治措施。

3对输电线路的雷击分类提出有效防治措施

直击雷就是雷电以直接的方式击中了其导线、避雷线、杆塔等顶部，同时会产生其绝缘闪络，可划分为反击、绕击两种类型。当线路的附件地面以及建筑物被雷电击中时，则导线上的电荷会积聚形成较高的感应电压，进而击穿空气间隙，而后间接形成了感应雷，线路电压低于35kV时，会形成闪络跳闸的现象。

3.1反击及防治

当雷击击中塔顶、避雷线等时，其雷电流会通过相应塔体与接地导体。由于存在杆塔、接地电阻等，势必会升高其塔体等电位，且在相导线之上产生一定的感应电压。若塔体升高的电位值、相导线的感应电压间产生电位差都比绝缘闪络有效值大， 就形成了反击闪络。 它在线路中表现为多相、多回两种闪络，并用耐雷水平去权衡反击产生雷电流具有的临界值。输电线路在送电中耐雷水平、绝缘子串约有一半会冲击到放电的电压和雷电流的强度以及接地电阻（塔杆〕，三者间存在联系。其放电电压为固定值，故雷电流的强度和地理位置以及气象有直接关系。因而，针对其装置了避雷线的输电线路而言，降低了它的接地电阻进而提升其线路的耐雷水平，并将其作为防治的的有效措施。对于不合格的接地电阻相应杆塔要及时作出改造，从而控制着线路反击安全事故的产生。

此外，架设的一些避雷线都可作为防雷保护基础措施。避雷线在防治中能够拦截雷电进而直击导线，若避雷线有很多的根数，则其就具有较大的分流作，也提升了耐雷的水平。它和导线间电磁进行耦合，有效降低了输电线路的绝缘部件两端电位之差，提升其电网耐雷整体水平。线路设置避雷线还应该防止其反击的导线，依照设计相关要求，尽量满足在距离上的要求。在杆塔上的两根基础式避雷线距离，要控制在导线、避雷线其5倍垂直距离之内。

3.2绕击及防治

雷电当其绕过了架在空中的避雷线时，会直接击中其中某相的导线，因此将其称为了绕击。基于其绝缘子串为杆塔最低耐雷水平基础部件，因而绝缘子串的闪络当有较小雷电相应电流经过之后就会跳闸。所以，运行中的输电线路很多雷击产生跳闸都是由于绕击所致。雷击的相导线、线路的频率之比就是绕击的概率，它通常呈现出单相的闪络状态。

输电线路都有避雷线保护角，若是避雷线保护角过大，容易使线路暴露在外面，增加受雷击的概率。因此，我们需要分析保护角大小与输电线路受到绕击的概率之间的关系，合理的设置避雷线保护角。电压等级越高，其避雷线保护角也应该越小。我们将线路绕击概率P与保护角α、塔高h之间的关系用下式表示。

通过大量的计算和统计，发现220kV高压输电线路受到绕击其保护角大多都在10度以上，当保护角增大5度时，绕击概率将增加一倍，这也就表明220kV高压输电线路的绕击概率会随着保护角的增大而增大，因此，必须将保护角控制在一定的范围内才能够减小线路绕击的机率。单式避雷线的保护角原则上都要控制在30°以内，110kV及以上线路不宜大于25°。双式避雷线的保护角应该控制在20°以内。单回路110kV～330kV线路的保护角不宜大于15°，500kV～750kV线路保护角不宜大于10°。对于双回及多回线路，66kV线路保护角应适当减小，110kV线路不宜大于10°，220kV及以上线路不宜大于0°。

要想使绕击跳闸尽可能减少次数，最好通过增加其绝缘子的片数以及减小对应保护角去实现。其中通过升高避雷线支架或改造杆塔的方式也可以有效减小保护角，在高级的线路中要做零或负保护角等输电设计。在有较多雷区或是极易引发雷击的多个部位以及较大跨度的线路之上可安置避雷器，主要是金属类氧化物，它和绝缘子串联、并联，从而形成绝缘闪络令线路避免遭受其雷击侵害。所以，在电网中要增设线路进行分流，增加避雷器数量提升防雷安全性。

塔高对绕击发生的影响也是比较大的。由式（1）可以看出，当塔高较小时，保护角也是比较小的，因此，在这样的情况下，绕击发生的可能性较小。当塔高逐渐增大时，保护角也将增大，则导致绕击概率也增大，这样就会使高压输电线路更加容易受到绕击，因此，必须设定塔高的限值以减小绕击概率。通过计算得出，当塔高小于35米时，线路发生绕击的概率较小。

4总结

通过对雷电产生进行概述，也分析了雷电特征及其输电线路易雷击部位，而后针对其输电线路产生雷击故障的类型予以有针对性的防治，这要求电网运营单位应加大对雷击防治的力度，通过开展具有差异性防雷相关改造工作，有效提升其输电线路在防雷方面的技术，为用户提供相对可靠且安全的供电服务，减少其雷击故障的产生。

参考文献：

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