供电公司输电线路防雷改造分析

陆子强

（国网南京供电公司，南京 210000）

架空输电线路是我国使用最为普遍的输电布线方式，因为施工简单、传输距离远被广泛应用在各个环境中，但是由于它分布范围较大、所处地形不同使得线路很容易遭到雷击。因为线路遭到雷击而跳闸的事故比例占到当前我国输电线路中断事故的三分之一，也就是说雷击对输电线路稳定运行造成的影响十分严重，同时因为雷击事故不仅会伤害相关电力设备以及家用电器，还可能引起人员的伤亡，已经成为了各家供电公司十分重视的问题。

1 雷击对输电线路造成的威胁

当输电线路遭遇雷击时，电压会在瞬间过载，这样对线路的伤害很大，同时也对线路两端的电力设备造成很大损坏，在过去家庭入户电力系统缺乏熔断开关时，雷击会直接击穿电视等家用电器，造成很严重的财产损失。同时当雷击造成输电线路电压瞬时升高时，线路的温度会急速升高，可能烧毁线路的绝缘外层，引发火灾、触电等危险事故，对人员的安全造成很大威胁。

因雷击导致线路中电压过载的情况主要分为直接过电压和感应过电压，直接过电压同字面含义相同，指因为雷击造成线路中电压升高，绝缘层已经无法承受电压升高的压力，相对而言直接过电压造成事故的严重性稍小；感应过电压是指电气系统的接地部分受到雷击，这种情况造成的事故相对严重，因为三相线会因为雷击而产生过载电压，导致保护模块误判断、误操作，所以感应过电压的干扰性和危害性更强。

2 输电线路防雷改造设计的原则

2.1 线路防雷的一般原则

在输电线路防雷的改造设计中，要从两方面入手来考虑，首先是减少绝缘子的闪络，这样可以保证绝缘层的稳定性，使线路稳定传送电流，其次是无法避免的绝缘子闪络不发生短路，一旦绝缘子闪络发生短路就会形成稳定的电弧，对电路安全造成影响。

在线路防雷的设计中，要做到以下几点：（1）有效搭建接地装置，当雷击输电塔或者雷击避雷针时，将电流接地而不形成反击。（2）避雷针所连导线保证独立，当雷击时不影响其他导线。（3）在防雷设备上加装消弧线圈，当绝缘子闪络无法避免时，保证不因短路形成稳定电弧而造成危险。（4）安装重合闸装置，当雷击造成跳闸等事故后，如果电力系统可以继续稳定工作，则自动合闸，保证供电的稳定性。

2.2 防雷改造方案的选择

某输电公司在改造之前，本身的防雷措施较为简易，在输电塔的顶端架设避雷线并接地，这样单一的措施无法满足目前该公司对于防雷的需求，在2015-2017年间，该公司输电线路共跳闸32次，其中因雷击而造成的共11次，由此可见该公司的防雷措施并不能良好解决雷击造成的跳闸问题。通过对该公司输电线路进行分析，同时根据AHP层次分析法对输电线路进行模拟，最终确定本次防雷改造方案实施的次序为：首先降低接地电阻，然后在丘陵、山区等容易暴露的地方安装耦合地线，再然后安装线路避雷器，最后增加整个防雷系统中的避雷线和绝缘子的个数。

3 输电线路防雷改造的措施

3.1 降低接地电阻

降低接地电阻可以有效提高输电线路防雷击的性能，一般的雷击事故也不会引起跳闸。在本次改造方案中，由于主输电塔旁边有一个小型蓄水池，所以将接地线引入水池并建造接地网，这样可以有效减少接地的电阻。在后期的维护中，还可以在水池中加入降阻剂，这样可以使得接地电阻随时间逐渐减少，同时也保护了接地体，减少了接地体腐蚀的速度，无论对电路的保护还是对后期的维护都起着积极作用。

3.2 安装耦合地线

由于本次改造中涉及到一部分丘陵地带，输电线路都是架空的，随着时间增长线路暴露的可能逐渐增加，可能会在雷击时受到损害影响整个电路系统，所以在架空线路下方架设接地导线，增加避雷线和输电导线之间的耦合作用，这样可以避免绝缘子串过电压的问题，同时还可以对雷电形成的电流形成分流的作用，减轻雷击对于电路的影响，减少因雷击而造成的跳闸事故。

3.3 安装线路避雷器

线路避雷器的工作原理与耦合地线十分相似，也是通过对雷电进行分流达到减少雷击损害的目的，不同的是线路避雷器在雷击时将一部分电流输送到其他输电塔，避雷器会因为电力感应的左右产生分量，这时导线的电位会升高，并与输电塔顶端的电位差保持在安全范围内。

3.4 设置浪涌保护器

浪涌保护器是一种防止直击雷的安全装置，它的工作原理是通过气体来达到放电效果，当雷击造成外部电压过大时，保护器两端被击穿，两端的绝缘体变成导体，此时可以将电压维持在相对低的水平，避免电力设备受到损害。

3.5 增加避雷线和绝缘子片数

在输电线路中，最基本有效的措施就是加装避雷线，本次改造中共增加了11根避雷线，这样可以对雷击进行有效的分流、耦合和屏蔽，起到良好的防雷效果。同时对于项目中一些比较高的输电塔，通过增加绝缘子片数提升自身线路的绝缘性。

4 结束语

总之，雷电造成的雷击事故对于整个电力系统的影响是巨大的，只有重视输电线路防雷击的各项指数、电力系统遇到雷击反应并自动处理的速度等指标，才可以做到防患于未然，保障整个电力系统平稳、安全的运行。在进行输电线路防雷击的改造设计时，相关人员要根据不同的地域条件、不同的生产环境来灵活判断雷电流传递的方式，做到有的放矢，通过分析不同的线路电压参数，制定出有效且易于实施的防雷改造方案，这样可以为相关供电公司减少雷击的损害，为我国电力事业的稳定发展有所帮助。