关于高压架空输电线路防雷措施的探讨

谭任良

（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东 东莞 523009）

高压架空输电线路运行过程中影响其运行安全的因素较多，其中，最主要的为雷击，因此，对于运行中的高压架空输电线路要做好防雷措施，保证其运行的安全。

1 高压输电线路防雷措施存在的问题

1.1 接地装置问题

接地装置的问题有以下4个：①施工中未按设计方案、工艺要求施工，遗留高接地电阻；②地网运行时间较长，锈蚀老化造成截面逐年缩小；③雷击产生的电动力造成接地体与土壤脱离或极化；④水土流失造成接地体外露或埋深降低，都会造成接地电阻逐年升高。

1.2 导线保护角问题

避雷线保护角大小直接关系到导线的直击率和绕击率，通常存在以下问题：①导地线弛度未按设计要求施工、校验；②运行中受导地线张力的影响，弛度发生变化；③设计中存在保护角缺陷导致的保护角不符合现场要求，使线路发生“绕击”和“反击”。

1.3 绝缘子使用存在隐患

在实际使用过程中，陶瓷绝缘子在输电线路运行时会产生零值绝缘子，这种绝缘子极有可能成为过电压的薄弱之处，造成闪络击穿；而钢化玻璃绝缘子通常会在遭受雷击之后产生裸串的情况；合成绝缘子运作时常常发生掉串，这主要是由于机械作用导致的，而且合成绝缘子会出现老化的隐患。

1.4 塔杆可能存在的隐患

塔杆，顾名思义，指的就是用于支撑高压架空输电线路的输电线的物体，通常情况下使用的塔杆的制作材料是钢材或者钢筋混凝土，在高压架空输电线路中，钢筋砼杆是由内部钢筋与横担、接地装置接地。但是钢筋砼杆运行时间过久后，水泥杆的裂纹与风化情况较为严重，如果遇到雷电垂直打击，经过杆内钢筋的闪电会产生高温导致水泥杆爆裂；另一种情况是雷电击中拉线造成拉线过热，从而使其机械强度发生变化，导致倒杆事故的发生。

2 高压输电线路有效的防雷措施探讨

2.1 选择合理的输电线路路径

一个合理的输电线路路径是防止雷害的根本措施。因此，在进行高压架空输电线路的建设之前，要进行实地考核，选择最优地点，要根据当地的地理位置、气候条件等综合考虑，形成一个最优方案，从根源上防止雷电的袭击。虽然雷电天气没有规律可循，但是相关人员凭借其多年的工作经验还是可以总结出哪些地势更容易遭受雷击，而哪些地势遭受雷击的概率较小。比如山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区就是雷电袭击的频繁区域。因此，高压架空输电线路选择架设方向时，应尽量避开以上地区，最大程度地避免雷电袭击，尽量避让重冰区及微气象区等。

2.2 选择适当的绝缘方式

要保证输电线路持续不断地输送电能，就必须针对电压等级、运行环境、气象条件、导线型号科学分析，再选择合理的绝缘配置。一般而言，多雷区、重污区的输电线路应配置大爬距或合成绝缘子；中雷区或少雷区、无污染地区可配置一般的瓷质绝缘子。在输电线路中，近水区域、断面较高地段、大跨越较易遭受雷击，在绝缘配置上要重点考虑，主要方法是增加绝缘子片数或使用大爬距绝缘子，无避雷线的线路可装设避雷线，有避雷线的线路可加大避雷线与导线的距离和增加耦合地线，根据现场运行需要可安装避雷器或加装保护间隙。

2.3 装设自动重合闸

在普通35 kV输电线路上投运单相自动重合闸是最合适的，因为对于35 kV输电线路而言，大部分都是单侧电源供电，主要应用于生活用电，而单相自动重合闸可以不间断对用户供电也是在35 kV输电线路中选用单相自动重合闸的一个重要原因。所以，对于房山区35 kV输电线路而言，并不建议使用自适应重合闸。

2.4 降低杆塔的接地电阻

要确保高压输电线路空气和固体绝缘不被雷击产生的高电位击穿，需要通过较低的杆塔接地电阻来实现，杆塔接地电阻越低，塔头电位降得就越大，线路空气和固体绝缘就越不容易被击穿，设备的可靠性就越高。要实现较低的杆塔接地电阻，因地制宜的设计方案是非常重要的，地网设计的步骤中，要了解设备所需接地参数、现场土壤电阻率，并根据土壤电阻率确定接地形式，制订相应的施工方案和质量标准。杆塔接地装置只有达到了设计的要求，设备才能实现应有的耐雷水平。

在旧接地网改造中，新接地改良合格后，应将旧接地网与新接地网并联，以实现更低的接地电阻。输电线路的接地形式有4种，即水平放射型地网、垂直接地、水平加垂直混合地网、水平网格接地，在诸多接地形式中，冲击阻抗最低的是深孔垂直接地，有施工条件的区域尽量使用垂直深孔接地，只有充分提高接地装置的散流效率，才能真正发挥接地装置保护设备应有的作用。

2.5 加装线路避雷器

避雷器是用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间和限制续流幅值的一种重要防护电器，因此，也可以将其运用于高压架空输电线路，增强其防雷效果。避雷器主要有3种类型：①管型避雷器。具有较高熄弧能力的保护间隙，由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，它的任务就是隔离工作电压，避免产气管被流经管子的工频泄漏电流所烧坏；另一个装设在气管内，称为内间隙或者灭弧间隙，管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关，它大多用在供电线路上作避雷保护。②阀型避雷器。由火花间隙及阀片电阻组成，阀片电阻的制作材料是特种碳化硅。利用碳化硅制作的发片电阻可以有效地防止雷电和高电压，对设备进行保护。当有雷电高电压时，火花间隙被击穿，阀片电阻的电阻值下降，将雷电流引入大地，这就保护了线缆或电气设备免受雷电流的危害。③氧化锌避雷器。它是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小，当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的目的。这种避雷器与传统避雷器的差异是没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。因此，可以针对不同的情况选择不同的避雷器。

线路避雷设备一般都安装在高压输电线路上，当自然雷击现象出现时，雷电流会通过避雷设备自行流入地线及杆塔上，再通过导线分散到附近的杆塔上，以达到避雷效果。要确保雷电流正确流入输电导线，就需要适时提高导线电位，这就需要合理利用电流分流的耦合作用，还能够有效地避免绝缘子闪络事故的发生，因此，安装有高压输电线路避雷装置的线路损毁度小，并且还可以有效减少线路维修费以及相应的人力、资金。

一般而言，选用高压输电线路避雷器要注意以下几点：①应针对线路绝缘配置设定避雷器放电阀值；②避雷器的安装位置要依据线路的地闪密度来确定，原则上避雷器离雷击点越近越好，这样才能有效提高防雷效果；③对于高压输电线路上安装的避雷器，要尽量选用存在间隙的避雷装置，并检验其憎水性；④在安装避雷器时必须要检查每个元件的连接问题，这样才能有效提高避雷设备的可靠性。

2.6 安装引弧间隙

以往，我们传统的防雷工作基本都是防和堵，局限性较大，而且资金以及人力付出量大。雷电本就是自然规律而产生的，我们没有能力对其进行准确预测，所以，这个传统的防雷方式就理所当然被抛弃；另一方面，我们从顺应自然的角度出发，可以利用现代技术安装引弧间隙的方式对雷电流进行分散疏导。

当然，其目的是通过间隙来保护绝缘子，从而避免雷电流损坏绝缘子，因为绝缘子一旦被破坏，就会造成设备的永久性故障，需要花费大量的资金来修复。除此之外，要想使其运作更加稳定，我们需要更加深入的考虑和研究。

3 结束语

众所周知，雷电是一种依靠我们的力量无法干预的自然现象，它具有不可避免性。因此，要想有效降低高压输电线路雷击事故的发生，就必须高度重视高压输电线路的防雷工作，必须加强高压输电线路防雷措施的落实，同时，在线路设计时，要依据线路的现场特点来制订合理的防雷措施，运行中按周期检查避雷接地装置，及时处理存在的缺陷，这样才能有效地降低雷击过电压对输电线路造成的危害。