500kV输电线路雷电干扰及防雷措施分析

季龙三

摘 要：通常来说，500kV输电线路为我国高压线路，且是高压线路的重要组成，担负着我国工业生产所使用的大量电力输送任务，输电线路对高压电的输送质量与其线路运行状态关系密切，输电线路运转状态一旦受到影响，将直接对工业生产造成影响。而对高压输电线路运转影响最大的便是雷电事故，雷电为自然现象，难以进行预测，但却会对电网的运行安全影响巨大，所以，文章中主要对500kV输电线路受到雷电干扰成因进行分析，找出有效的输电线路防雷措施，进而为500kV输电线路高压电的安全输送提供保障。

关键词：500kV输电线路；雷电干扰成因；防雷措施

中图分类号：TM621.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）33-0158-02

引言

近年来，由于我国市场经济的快速发展，工业企业对电力的需求日渐增加，直接引发了国内电力行业的飞速发展与进步，当前为国内企业承担主要电力输送工作的便是500kV高压电输电线路，而高压线路往往长期暴露在野外，其线路长、分布广，同时运转期间容易受到当地环境与天气的影响，尤其是雷电天气，输电线路遇到雷击的情况会很多，而高压线路受到雷击的力量一旦超过其承受力，将会引发跳闸故障，导致一整片区域的用电停电事故，甚至还能对高压设备产生一定的损害，因此有关500kV输电线路的防雷工作一直是我国电力工作者的重点，本文即从此方向出发进行深入分析，探寻高压线路的防雷措施。

1 500kV输电线路受到来电干扰的原因分析

电力行业中将所有可能造成电气设备绝缘系统破坏的电压增高因素，通常称之为过电压，而大气层中的过电压一般是电气设备或地上建筑物受到自然环境中的雷电击打形成的，其能量来自于电力体系外部，也被称为是外部过电压；而雷电最常对电力设备造成破坏的放电便是通过雷电和地面建筑物等之间产生的，当此现象发生在输电线路中，极有可能击穿高压线路绝缘部分，形成电路对地连接间的短路，而500kV输电线路恰恰属于直接接地体系，因此形成电路跳闸的风险较大，从而导致大面积停电或电网不稳定现象。而据调查显示，输电线路容易发生雷电击穿绝缘的原因有下面几种：

1.1 受雷电影响形成的过电压

一般情况下，雷电对输电线路的电击主要有两种，一种是直接电击到高压线路周围地面所形成的，另一种则是电击在高压线路的杆塔或导线等线路上所形成的，此两种过电压前者被称为感压雷过电压，后一种为直击雷过电压，而在雷电的扰乱下，电力工作者往往会对线路保护产生误差判断，尤其是在高压线路暂时性的保护状态下，其所遭受到的感应雷击会在线路上形成大量电流，且电流频次过高，对线路本身的影响与威胁是要高于直击雷击的，雷电直击与线路跳闸等现象多是由于线路中雷电流过大所引发的，雷电直击造成的故障的特点有：多相故障、导地线之间的雷击放电与单次跳闸引发的多根电线塔的闪络。

1.2 输电线路的设计水准与本身特征容易遭到雷电击打

当前被大量选用高压电路的500kV输电线路始建于1980年左右，较早时期投资并建设成功的高压电路，由于受到当时经费紧张与技术落后等原因的约束，其本身的防雷水准就不是很高，由于高压输电线电路与普通传输电路有着本质上的区别，其内部所经流的电流量比较大，电压比较高，多余的电压与电流往往会在电路四周形成电离现象，这也造成了雷电天气，电路容易受到雷电击打的情况。

1.3 500kV输电线路本身的装置环境让其遭受雷电击打的概率增加

近几年，我国不断加快城镇化建设的步伐，土地资源愈发紧张，新建设成功的城镇其高压线路的建设条件遭到诸多限制，线路多数会选择在山坡等区域，较高的地理形态受到雷电击打的概率无形中会有所增长，而且输电线路的高度往往会依次增高，高度的增加也加大了线路受到雷击损害的概率。

1.4 复合绝缘子耐压水平比较低

复合绝缘子于现今的高压电路中应用比较广泛，然而此种复合绝缘子就雷电的耐压水平不够，远远不能够抵抗雷电为输电线路带来的负面效果，反而容易引发较大的线路事故，从而致使500kV输电线路受雷电天气影响的概率增长。

2 500kV輸电线路的防雷措施

2.1 使用防绕击避雷针

首先我们知道雷电对500kV输电电线的主要威胁来自于两个方面，第一个方面是，感应雷所造成的危害，这面以前可能会对高压输电线路造成不少的困扰，不过目前来说，由于500kV高压输电线路的本身的绝缘性能比较高，感应雷对500kV高压输电线路的威胁并不会很大。第二个方面是直击雷电，这是对目前500kV高压输电线路危害的主要来源。通过实验与实际情况数据分析可以知道，50%到85%的雷雨天气跳闸现象都是因为直击雷电所形成的绕击电流所导致的，这个电流强度一般在15到30kA左右。因此，选用防绕击避雷针是非常有必要的，可以大大降低雷雨天气输电线的故障率，保障线路的畅通。防绕击避雷针可以最大限度的避免雷击现象。所以在500kV输电线路中架设防绕击避雷针是一个十分有效的方法。它可以产生一个比普通避雷针更快的上行电场先导，因而会更容易吸引高空中的雷电所形成的阶梯状的下行先导，只要上行先导与下行先导开始接触，就是放电开始的时候。由此可知防绕击避雷针具有普通避雷针不具备的优势。

2.2 安装避雷线路

在架设500kV高压输电线路的同时架设铁质避雷线，上连防绕击避雷针，下连接地网，而接地网则埋入地下，当雷雨天气遇到雷击放电时，防绕击避雷针就会把电流传导到避雷线路，然后传接地网，可以分担雷电所产生的过大电流，这样就可以有效的保护500kV输电线路，使其避免雷电的伤害，具有明显的避雷效果，避免了对输电线路的损坏，从而可确保500kV高压输电线路的运行的安全性与可靠性。

2.3 提高高压输电线路的绝缘性能endprint

随着我国高压输电线路里程的增加，大多数高压输电线路都会采用高杆塔形式来支撑架设线路，其距离跨度一般较大，这样就会把输电线路高高的悬在高空中，因为其高度较高，就增加了雷雨天气受雷击的概率，就会产生跳闸现象。为了避免这种情况，一般都会增加输电线路的绝缘性。一般的做法是在杆塔上加设绝缘材料，并增大绝缘材料的数量，来提高输电线路的绝缘性能，提高高压输电线路的防雷效果。还有一种特殊的情况就是一个杆塔有可能同时承载多个输电线路，出现一杆多线的情况，遇到这种情况时，就需要在不同输电线路之间增加绝缘体的使用数量，这样可以提高其绝缘性，在雷电发生时可以有效的降低闪络出现的概率。

2.4 减少地线的电阻

当雷电直击到杆塔时，就会在杆塔的顶部与地面之间形成一定的电压，当电压过大时，与高压传输线路之间的电位差超过绝缘材料上限时就会发生闪络现象，就有可能有电流沿输电线路传导到与其临近的其他杆塔中，这就形成了输电线路瞬间形成高压高电流，导致电流过載而跳闸。因此，我们可以采用降低杆塔接地电阻的方式，降低杆塔顶端与地面的电压，其原理是V=IR。可以在接地系统中采用导电性能更好的镁合金，可以有效的减少地线的电阻。因而可以在架设高压输电线路时，在高压输电线路下方架设一条镁合金地线，这就是耦合地线。耦合地线的作用是增加避雷线与输电线路之间的耦合度，降低输电线路上的电压，当雷电发生时可以有效的分担，高压输电线路中的电流。所以这条地线可以在雷电发生时，有效的降低电阻，从而保障输电线路的安全。

3 结束语

虽说随着社会的不断发展和经济的不断进步，人类发现和利用的能源越来越多，无论是早期的煤炭石油，还是后来的新能源，如核能、太阳能、风能等，但这些能源最终被人们所利用的形式大多都是转化为电能，然后再被社会各级生产和人们日常生活所应用的，可以说电力能源是人们可以直接应用的最主要形式，因此，在当今社会，如何保证电力供应系统的稳定持续正常的工作，关系着整个社会的稳定与发展，而传统电力主要采用高压电形式进行传输，而近年来用电量正在逐年增加，作为供电主要模式的500kV输电线路，做好防雷电干扰工作及防雷措施，是保障电力供应系统稳定运行的必要保障，也是推动我国经济保持良好发展态势的必要前提条件。因此，其重要性是不言而喻的。

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