关于输电线路综合防雷措施技术经济性分析

阮威 罗继红

【摘 要】防雷措施改造升级能够有效提高输电线路防雷能力，对输电线路防雷措施进行经济性分析，能够有效减少对防雷改造工程的投入，提高电力企业的经济效益。防雷措施是输电线路运行中一项重要的保护措施，对输电线路安全、稳定运行具有重要意义。文章对输电线路防雷技术经济现状和防雷措施进行分析，并论述其经济性，以期合理选择防雷措施。

【关键词】输电线路；综合防雷措施；经济性

近几年，输电线路受带带雷电影响出现的故障仍然占很大比重，由于雷击闪络后会产生工频续流，绝缘子会遭到严重破坏，影响线路安全，导致安全事故发生。在科学技术不断发展的背景下，虽然输电线路防雷措施种类越来越多，但是不同措施的适用条件、成本和作用不同，因此，如何正确选择合理的防雷措施，是当前输电线路防雷工作的重点，对防雷措施进行经济性分析具有重要意义。

一、输电线路综合防雷技术经济性现状

近几年，输电线路迅速发展，相关输电线路走廊严重紧缺，再加上交通网络不断完善，高杆塔数量逐渐增多，在一定程度上，增加了输电线路受到雷电影响的概率，同时，目前我国仍然没有落实合理的措施，提高输电线路防雷技术的經济性，例如，输电线路绝缘技术存在一定浪费。此外，很多地区在对输电线路防雷问题进行改善过程中，依然使用传统的粗放式改造方法，这一方式没有针对输电线路受到雷击的特点进行研究，也没有对经济效益进行考虑，所以其在实施的过程中效果相对较差，这就需要进行二次施工，造成了巨大的人力资源与物力资源浪费。为此，在输电线路防雷施工中，要做好经济学分析，在提输电线路防雷水平的基础上，提高经济性。

二、综合防雷措施在输电线路中的应用

（一）控制地保护角

地保护角的角度决定了杆塔的设置位置，从客观角度分析，其位置影响杆塔受雷击程度，进而影响输电线路安全、稳定运行，因此，通过控制地保护角的方式，可以有效减少雷击对输电线路的影响。控制地保护角通常对较小的地保护角角度进行控制，以实现输电线路减少雷击影响的目的。地保护角的控制措施，首先应根据地理环境和输电线路施工方案要求，科学规划杆塔，以满足实际需要和输电线路铺设要求，一般利用安装藕合地线技术实现线路输送对杆塔的处理。藕合地线主要是指利用铺设地线技术，实现导线对雷击电流量的科学引导，从而减少输电线路的电压，有效预防输电线路雷击跳闸现象。

（二）架设避雷线

输电线路综合防雷技术措施中，架设避雷线应用较为广泛，同时也是一种最基本并且十分有效的输电线路保护措施。避雷线可以屏蔽相导线直接拦截雷击，并将雷电电流泄入大地的架空导线。避雷线布置在基杆塔处接地，在档距中每两根避雷线组成闭合回路，并通过把避雷线经过一个小间隙的方式达到对地绝缘的目的。输电线路在架设避雷线之后，遭受雷击时能够将避雷线装置作为媒介，使雷击电流泄入大地，从而能够有效防止受到雷击后，输电线路中绝缘子被过电压击穿而损坏。除此以外，避雷线架设后能够在输电线路遭受雷击时发挥分流的作用，有效降低塔杆的电流，进而降低塔杆顶部电位。

（三）降低接地电阻

输电线路所在地的接地电阻（土壤电阻率）越高，其耐雷水平则越低，二者成反比。通过同时利用降低杆塔脚电阻与架设避雷线两种防雷方法，能够有效降低输电线路在遭受雷击时的过电压作用，即增强了输电线路的防雷能力。在防雷技术实施过程中，要以基杆塔所在地土壤的电阻率情况为依据，最大程度降低地电阻，使接地电阻保持在合理范围内。如果接地电阻超过相关规定中的允许值时，要采取以下方式，降低电阻，提高输电线路的防雷性能。第一，使用减阻剂，增加输电线路的接地尺寸，同时，在接地点周围使用减阻剂，这种方法在小型接地网中能够有效降低输电线路的接地电阻；第二，爆破接地技术，在接地点进行爆破制造裂缝，然后将电阻率较低的材料放到裂隙中去，从而在大范围内降低土壤的电阻率，使输电线路的接地电阻降低；第三，接地装置使用多支外引方式，在设置多支外引式接地装置时，要以地极干线本身的电阻为基础，将外引式接地极控制在一百米之内。这种方式适用于基杆塔周围有不结冻并且具有较好导电性的河流或者湖泊等水源。

三、综合防雷措施技术经济性分析

（一）经济分析模型

首先完善经济分析模型，经济模型的建立应结合防雷措施技术发挥的作用进行综合分析，运用层次建设法构建经济模型，有利于明确综合防雷措施的影响因素，并记录相关数据，保证综合防雷措施技术经济性分析的科学性和准确性。运用层次构建经济模型的主要工作流程，大致为分析相关影响因素，针对影响因素进行分类分析，同时构建大致的经济分析模型层次，依据各影响因素在综合防雷措施中的影响程度，进行分类计算，从而根据相关数据进行分析。

（二）经济性分析

在以往的工作中，对输电线路实施综合防雷改造，通常以其他改造效果良好地区的相关经验为依据，选择防雷措施。但是，不同线路的基杆塔结构、所在地地形和地貌以及风险来源都存在差异，照搬照抄成功经验往往事倍功半。现以220kV单回线路的某杆塔段为例，试探性进行输电线路综合防雷措施技术经济性分析。

第一，减小保护角的方法需要改变基杆塔的塔头尺寸，因其施工复杂且工程量大而不建议采用；在本线路中因雷击而导致的跳闸率较高，据以往的数据统计得出，雷击重合闸率在67%左右，因而不适宜使用加装保护间隙的方式。本线路的防雷改造方案中使用的防雷措施包括安装可控针、防绕击侧针以及避雷线装置，架设耦合地线，降低基杆塔接地电阻，加强绝缘水平。

第二，充分考虑架线区域的地形、地貌、雷电活动等因素，在线路段进行全档距绕击防雷计算的雷击风险评估。国家电网公司发布的相关规范中支出220kV的输电线路在雷击跳闸率方面的制表位0.315次（/100km·a）。在本案例线路段内雷击导致的跳闸故障中，反击占75%，绕击占25%，由此得出反击与绕击跳闸率的指标值分别为0.2316次（/100km·a）与0.873次（/100km·a）。基于雷击改造工程经费有限的考虑，当雷击风险评估在B级以及以下的线路段暂时不考虑实施改造工程。

第三，本案例线路段中，各处基杆塔的构造符合防雷措施安装中的要求，综合考虑基杆塔所在处的地形、绝缘特征，以及防雷技术设施等多方面的因素，决定在全线路段实施降低杆塔接地电阻的防雷措施，加装防绕击侧针并且架设耦合地线，在没有安装避雷技术设施的1号、3号与5号基杆塔中安装避雷线装置并加强绝缘水平，在2号基杆塔中安装可控针，在4号基杆塔中加装避雷线装置。

第四，使用层次分析法对以上防雷改造措施进行经济性评估，并得出最佳防雷技术措施，其中降低塔杆接地电阻的最佳措施可以降低3Ω的接地电阻；加强绝缘水平最佳措施可以每串增加两片绝缘子。

四、结束语

总而言之，为了保证输电线路稳定运行，要合理选择防雷措施。在输电线路选择过程中，应分析和综合考虑地理环境等方面的影响，通过构建经济模型的方式进行分析，提高综合防雷措施的应用效益，从而保障输电线路稳定运行。

【参考文献】

[1]周攀.输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].中国战略新兴产业，2017（36）：115+117.

[2]刘博.阜新地区输电线路综合防雷技术研究[D].华北电力大学，2016.

[3]林远兴.输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].科技与企业，2015（22）：251.