输电线路设计中线路防雷技术的运用解析

关 心

黑龙江龙煤矿业工程设计研究院有限公司七台河分院

输电线路设计中线路防雷技术的运用解析

关 心

黑龙江龙煤矿业工程设计研究院有限公司七台河分院

随着我国社会主义现代化的飞速发展，我国经济水平得到了巨大提升，从而促使当代居民生活需求得到极大满足，并为企业的发展创建了良好的发展环境。电力能源作为当代重要能源之一，其支撑着居民日常生活、企业日常运作。有效确保国家电力能源的持续稳定供应，将是当代社会和谐发展和经济稳健增长的重要基础。为了确保国家电力系统的稳定运行，就必须从输电线路设计、电力企业管理、地方电力调配等多个环节给予积极的努力。文章对线路设计中的防雷技术进行了阐述，以供参考。

输电线路；防雷技术；应用

近年来，我国的气候环境变化异常，雷电活动日益频繁，但是随着电网新增速度的加快，输电线路雷击事故呈现逐年上升的趋势，着已经成为了除了自然灾害外危害电网安全的最大因素。现在的研究表明，在不同时间、不同地域，由于雷电活动特征存在着较大的差异，雷电对输电线路造成的影响也是不同的，输电线路呈现出的防雷性能相应的也有所不同。

1 雷电对输电线路的不良影响

雷电是自然界十分常见的自然现象，具有较大的破坏力，尤其在南方山区，雷电现象更为普遍。根据相关调查显示，即便雷电只有0.01秒的放电时间，但其电流量能够在瞬间达到十万安培，如若击中动物，能够麻痹动物心脏和大脑，甚至造成死亡；如若击中建筑物，则会产生强大的热电效应和磁场效应，直接造成不可挽回的巨大损失。由此推断，如若雷电击中输电线路，则必然破坏输电线路，甚至影响电力调度的正常运行。直击雷主要有两种类型，分别为反击雷和绕击雷，前者多出现在丘陵、平原地区；后者多出现在山区。所以，在电力企业输电线路设计与铺设之前，相关工作人员有必要对地区环境条件加以了解，并采取科学合理的防雷技术。如果在山区地区，应尽可能选择在防雷走廊区域进行输电线路铺设，以达到降低线路电阻的目的。

2 输电线路防雷设计技术的应用

2.1 优化接地装置

以110kV线路为例，其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后，线路出现跳闸的次数会有所减少，故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲，优化接地装置之后，输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%；如果接地装置以往设置的比较不合理，在经过改良之后，跳闸率降幅甚至可以达到50%。

具体实施中，接地装置改良的要点是降低电阻，一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等，应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下，降阻可采用布设接地极的方法，以解决接地不良问题。但要注意的是，不同线路的布设要求也不一样，实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路，接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始；若为铁塔线路，接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为3米长的，间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外，接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。

2.2 采取绝缘避雷线

防雷输电线路的避雷线除了防雷外，还有实现载波通信、减小潜供电流等作用，避雷线有两种悬挂方式，一种是经过绝缘子与铁塔相连，另一种是直接悬挂在铁塔上。由于避雷线到各相导线的距离实不相等的，所以它们之间的互感是有差别的，所以在避雷线上仍然要感应出一个纵电动势。对于220kv长200~300km的线路，附加电能损失每年大约可以达到几十万度，而对于500kv长300~400km的线路，每年大约损失数百万度。所以，在我国一般采用绝缘避雷线来设计超高压线路以减少能耗。但是，在雷击状态下，避雷线的绝缘在雷电先驱放阶段即被击穿而使避雷线呈接地状态，所以不会影响防雷效果。

2.3 完善线路的防雷技术

线路防雷技术在输电线路设计中的应用，有必要应用避雷器，从性能、经济成本等视角着手，都能满足电力企业输电线路防雷的需要。目前，应用最广泛的避雷器当属金属氧化物避雷器，不仅能够对线路杆塔加以有效保护，以削减雷击对输电线路的不良影响，而且能够避免输电线路遭受过强雷击的损害影响。近年来，我国电力企业对避雷器的应用中，能够使避雷器得到有效保护，同时有助于提高输电线路的抗雷水平。但是，电力企业在应用避雷器时，有必要对雷电的强度、雷电对线路损害程度、影响范围等因素的考虑，在确保雷击位置的基础上，保证周围输电线路的安全性，以提高电力企业输电线路的安全性能。

2.4 使用负角保护针，实现对杆塔架设输电线路保护

除了使用避雷线路之外，针对被杆塔架设在空中的线路，还可在线路与杆塔接触部位之间安装负角保护针，其主要是为了实现减少线路被击穿的临界距离，从而有效实现对整体线路的保护作用，使输电线路得以屏蔽外部电流影响。针对山坡、山涧等特殊地理环境，应对整条线路安装负角保护针的距离进行特定设计，一般可选取的安装距离为2.6 米左右，并将负角保护针的针头设计为尖锥的形状，再进行输电线路上的安装。

2.5 做好防雷的监测工作

统计资料表明，雷击跳闸是输电线路最容易出现的故障之一，发生率较高，特别是在某些山区，由于气候、地形、环境相对比较特殊，雷击事故的发生率非常高，已然成了线路的最大安全威胁。所以，线路运维中，防雷监测也是一项非常重要的任务。在目前的情况下，人们已经逐渐认识到了雷电对线路的危害性，也在管理工作中对防雷监测技术进行了改进，取得了一定的成效。值得一提的是，由于雷击事故具有突发性，因此，应注意合理布设防雷装置，并做好维护，确保其能够正常工作。

综上所述，由于我国多数地区的环境较为恶劣，如雷雨居多，加大裸露在外界的输电线路雷击几率，既威胁输电线路安全，又可能对电力企业造成不必要的经济损失。防雷技术在输电线路中的应用，能够提高输电线路的防雷效果，同时可提高电力系统的运行效率。因此，加强对线路防雷技术在输电线路设计中应用问题的研究具有必要性。

[1] 吴玺.线路防雷技术在输电线路设计中的运用[J].西部广播电视，2014，18：177+179.