供电公司输电线路防雷改造分析

于启万

摘 要：雷击对于输电线路的危害非常巨大，做好输电线路防雷改造工作，保证电力系统稳定安全运行，是供电企业需要重点关注的问题。本文分析了雷击对于输电线路的影响和危害，结合具体案例，对输电线路防雷改造技术措施进行了讨论，旨在为供电公司开展相关工作提供参考，保证良好的输电线路防雷效果。

关键词：供电公司 输电线路 防雷改造

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0054-02

在我国输电线路采用的多是架空敷设，其本身所处环境和极广的分布范围使得输电线路在运行过程中很容易遭受雷击。据不完全统计，近几年，雷击导致的输电线路故障占据了输电线路总故障的30%以上，而且故障不仅会造成电力设备损坏，还可能带来人员伤亡问题。对此，供电公司应该采取切实可行的措施，做好输电线路防雷改造工作。

1 雷击对输电线路的危害

对于输电线路而言，在遭遇雷击时，可能会导致电力设备由于过电压而损坏，或者线路负荷过大，出现严重发热、绝缘烧毁等问题，甚至可能会导致人员的伤亡。对雷击事故进行分析，输电线路中雷击造成危害的主要原因是过电压，包括直接过电压和感应过电压，前者指输电线路直接遭遇雷击，在线路上产生超出绝缘承受范围的电压，危害相对较小，后者则是在雷击能量较大的情况，设备附近地面或者杆塔遭遇雷击，使得三相导线随感应产生过电压，具备更强的破坏力和干扰性，可能导致暂态保护装置误动。

2 输电线路防雷改造措施

2.1 某地区输电线路雷击概况

某地区为平原区域，平均海拔55m，占地面积857km2，区域内共存在28条输电线路，主要包括10kV、35kV、110kV、220kV，线路全长达到412.5km。对区域内输电线路雷电活动进行分析，年雷电日在22.3d，多发于7月上旬到8月上旬，2016年7月15日到7月31日，区域内检测到雷电活动超过2318次，其中110kV输电线路和220kV输电线路遭遇雷击10次，引发跳闸问题占据故障跳闸总次数的40%，而且导致部分电力设备和保护设备损坏，因此，做好输电线路防雷改造刻不容缓[1]。

2.2 输电线路防雷机理

当雷击发生时，雷电流的传输路径一般是杆塔、避雷线、大地、相邻杆塔，如果杆塔顶端的电位与导线电位差超过绝缘子串50%放电电压时，可能出现闪络问题。从这个角度分析，影响输电线路抗雷能力的因素包括了避雷线、雷电强度、接地电阻和绝缘子串50%放电电压，而在4个因素中，只有避雷线和接地电阻能够实现人为控制，因此，在一般情况下，输电线路防雷都是通过设置线路避雷器以及降低接地电阻的方式实现。

结合相关统计数据分析，输电线路的雷击影响因素有几个：一是线路高度，一般来讲，线路高度越大，遭受雷击的概率越大，当同时存在两条或多条输电线路时，高度最大的线路会对其他线路产生屏蔽作用，降低其他线路遭受雷击的概率；二是电压极性，负极性带电云层更容易引发雷击，而当输电线路电压达到或者超过220kV，其表面场强会输到正负极性的影响，而依照电荷异性相吸的原理，当负载电压为正极性时，更容易遭遇雷击；三是土壤电阻，土壤电阻率越高，越容易在地面聚集感应电荷，引发感应过电压，也使得输电线路更容易遭受雷击。

2.3 输电线路防雷改造措施

结合上述分析，在对该地区的输电线路进行防雷改造时，可以从以下几个方面着手。

（1）设置线路避雷器。线路避雷器的工作原理，是对雷电流进行分流后，将其中的一部分电流输送到相邻杆塔，电流在经过导线和避雷线时，会在电力感应的作用下产生耦合分量，使得导线的电位升高，确保导线与杆塔顶端的电位差能够维持在安全范围内。以更容易遭受雷击的220kV输电线路为例，应该将线路避雷器安装高度设置在2.5m以上，而为了避免线路避雷器与绝缘子之间出现横向放电问题，需要对两者之间的水平距离进行控制，220kV线路的最小水平距离为1.3m。如果绝缘间隙避雷器自身附带支撑，则在安装环节，需要从地面利用绳索对避雷器固件进行起吊，然后选择合适的安装位置，在杆塔横担上以螺栓对槽钢支架进行固定。如果杆塔内没有足够的安装空间，无法满足最小安全距离的要求，则可以根据实际情况将支架延伸出杆塔外[2]。

（2）降低接地电阻。杆塔接地电阻关系着输电线路的防雷性能，接地电阻越低，输电线路的耐雷性能越强，雷击引发的跳闸事故也会随之降低。在实际操作中，可以根据线路杆塔的具体情况，选择相应的方式。例如：如果杆塔附近存在河流或者水池，可以将接地线引入水池，在水中设置接地网。又如，对于一些土壤电阻率较高的区域，适当对接地体进行延长，确保接地设备能够连接在一起，形成低电阻通道，从而预防雷击事故。最近几年，伴随着科学技术的发展，降阻剂的使用在降低接地电阻方面取得了非常显著的成效，可以使得接地电阻随时间的延长逐步下降，加上降阻剂本身呈中性或者弱碱性，对于接地体存在钝化保护作用，基本不会出现腐蚀问题，但是并非绝对，因此，在使用降阻剂的过程中，需要做好定期检查，如果发现腐蚀需要立即进行处理。

（3）设置浪涌保护器。浪涌保护器SPD是当前输电线路中一种最为常见的直击雷防护装置，防雷效果良好。不同类型的SPD在防雷原理方面存在一定差异，以间隙式SPD为例，工作原理是气体放电，即当外部电压过大，超过气体绝缘强度后，两级之间的间隙会被击穿，从原本的绝缘状态转化为导电状态，从而将放电管两级之间的电压维持在一个相对较低的水平，避免其造成电力设备损坏。

（4）设置防弧金具。当雷电冲击放電间隙的距离小于绝缘子放电距离时，雷电冲击放电会直接发生在该间隙。而在雷电冲击放电后，工频电弧的弧根会在电磁的作用下，从雷电冲击放电间隙转移到工频燃弧间隙，避免放电间隙两端的损坏。将穿刺型防弧金具设置在架空绝缘导线的绝缘子附近，可以在雷击发生，过电压超过一定数值时，于穿刺电极和接地电极之间引发闪络，形成相应的短路通道，防弧金具上的工频电弧能够保护导线免于烧毁。

（5）安装避雷线。避雷线是输电线路防雷中最为基本，同时也是最为有效的措施，可以有效地防止雷电直击。避雷线的作用主要体现在3个方面：一是分流，能够在遭遇雷击时，对流经杆塔额定雷电流进行削弱，从而降低塔顶电位；二是耦合，可以有效减少线路中绝缘子电压；三是屏蔽，对导线上存在的感应过电压进行削减。通常来讲，线路电压等级越高，避雷线的防雷效果越好，因此，在该区域中，110kV和220kV输电线路都需要架设避雷线。从保证防雷效果的角度，应该将避雷线与边缘导线的保护角控制在20°～30°，220kV避雷线线路保护叫应该在20°左右[3]。

3 结语

总而言之，雷击对于输电线路的危害非常巨大，做好输电线路防雷改造，是保障线路安全稳定运行的有效手段，需要供电公司的重视。在输电线路防雷改造中，应该明确雷电流传递的方式，了解输电线路中影响雷击的主要因素，结合线路电压等级，选择切实有效的防雷措施，有效降低雷击灾害去，确保我国电力事业的长远健康发展。

参考文献

[1] 宗伟，吴显舟，齐祥和，等.220kV输电线路接地装置防雷改造研究[J].吉林电力，2015，43（4）：16-20.

[2] 温小华.35kV输电线路防雷改造中的技术分析[J].电子世界，2013（8）：50.

[3] 贾莹坤，陈锦植，陶凤源，等.某煤矿输电线路防雷改造研究[J].电瓷避雷器，2012（6）：111-115.endprint