解析线路防雷技术在输电线路设计中应用

汤乐招 陈克鹏

摘要：现在我国电力领域正在迅猛发展，在国家经济发展里有着重要的地位，安装输电线路的数目也变多了，大部分的线路在安装完成后，都会因为很多原因出现一些事故，造成严重的损失。雷电是输电线路里面最多的事故，特别是对高压输电线路，被雷击中的次数比一般的线路要高很多，而且实行雷电措施也很困难。本文分析雷电对线路的不利影响，同时叙述防雷技术在线路里面的应用。

关键词：防雷技术;输电线路;设计

引言：输电线路是电力传送的介质，它是电网安全工作的重要构成部分，线路的正常的运行系统有着重要的作用。如果线路的电压级别提升，塔杆高度于线路长度也会增加，导致线路更容易受到自然灾害的影响，特别是雷击的情况。因此，怎么避免雷击对线路产生影响对提高电网的稳定有巨大的意义。

一、雷电对输电线路的危害

雷电活动最多频繁的时间大多是夏天，最少的是冬天，同时还因为位置的不一样，雷电活跃程度也不一样。总体来说，赤道周围的雷电活动最频繁，随纬度不断上升雷电活动次数会变少，极地基本没有雷电。在自然界打雷后，当放电到达距地面很近的天空时，雷电电场就容易受到地面高尖物体的影响出现形状的变化。例如地面上竖直的铁塔，这些塔尖电场强度都很大，这些塔一定会先吸引雷电，这也是这些高的建筑物为什么更容易被雷击中。同样，输电线路也很容易被雷击中。雷电击中线路有以下的危害。

1.1雷电的高热效应对输电线路的危害

雷在放电的时候击到线路上，它的高热作用就会立刻变为几十万安培的电流，这个时候在线路杆塔上出现特别高的热量，达到杆塔的融化点，杆塔上的金属导线就会融化，甚至会导致断线或倒杆的情况出现，对电力系统的稳定运行产生了威胁。

1.2雷电的高压效应对输电线路的危害

雷电进行放电的时候，它会形成超过10万V的高压，如果雷击打在线路上，线路上的电气设施和金属导线就会被严重损坏，有造成短路、跳闸、变压器烧毁等状况，破坏特别巨大的时候还会引发火灾，使电力机构承受巨大的损失。

1.3雷电产生的电磁感应对输电线路的影响

雷在形成的时候会产生电磁作用，当它放电时击中线路，电磁作用就会在线路上变成电磁场，让输电线路里的电流变大，进而将线路过载烧坏。，雷的机械作用对线路产造成危害。雷电有机械作用，被雷电击打的东西会产生爆炸的现象，然后进到电力系统里，对系统里面的元件造成破坏，对我们的生活和电力系统的稳定运有着不好的影响。

二、防雷技术原理介绍

为了给线路选择最恰当的防雷技术、需要了解雷电的放电和防雷技术原理。我们生活在有许多水热气的环境里面，当大气与上升气流遇到的时候会造成自然环境里的水珠被许多电荷围绕，然后在气流的影响下变成了上面有正电荷、中间正负电荷都有、下面有负电荷的云朵，这样的云又叫雷云。雷云放电的时候有先导放电和主放电时期，先导放电是因为一个地方的电荷过多，造成空气的绝缘性出现了改变，变成导电的道路，这个道路的形成步骤就是先导放电，这时云朵与地面的电压会高达10mV。当游离的电荷运动主放电时期就开始，这个时期时间比较短，但是电流却高达200多千安，有特别大的破坏能力，然后电流与电压波通过通道进行雷击。当物质在电场的作用下造成 一些有电的质点的数目和运动的速度到最大，介质就不具有绝缘性了，上面的内容就是放电的过程。通过上面的过程可以放电系数研究，得到地面雷的密度值和电流大小，对上面的数据进行推导得出线路和避雷线的耦合系数、线路的耐雷水平等，然后进行防雷设计计算。

三、防雷技术在输电线路设计中的实践应用

3.1选择合理、正确的电路路径

不同地方的地理环境也不一样，造成受到雷电袭击的概率也不一样，容易被雷电击中的大多是线路的铺设地方有问题。对此，在挑选输电线路铺设的位置时候，需要避开容易发生雷电袭击的位置，具体如下：尽可能不挑选周围都是山、池塘、森林等;尽可能不选择土壤电阻率容易出现变化的位置;尽可能不在山谷等地方。

3.2在输电线路上设置避雷线

在输电线路上设置合适的避雷线是避免雷击的重要办法。在设置避雷线的时候，关键是要挑选合适的避雷线，必须确保避雷线与线路能够匹配，还要挑选线路合适的避雷线，比较低的电压线路不应该建立避雷线，线路电压高达120kV就要实施全面的避雷线铺设。对电压在220～350kV范围内的线路和每月暴雨天气超过15天的地方全面铺设避雷线，对电压在500～700kV之间的线路要铺设两条避雷线。

3.3在输电线路上安装避雷器

避雷器能够弥补避雷线的一些缺点，在线路设置避雷器的时候要有一个固定的雷电流值，当这个数值大于固定值，避雷器自动开始工作，它们的配合实现把雷击电流变小的目的，把电流分流后引向地面。为了保证线路的电压没有问题。放置避雷器时，要挑选最好的铁塔路径，合理使用已有的资源。

3.4自动合闸系统的应用

使用自动合闸技术在防雷措施里，主要是因为使用合闸技术，能够在最大限度减少雷击损害，为电力单位的持续發展创造条件。线路设计的时候使用合闸系统，加大输电线路的安全性。在雷电到来的时候，合闸系统启动，线路自动关闭，以免雷电对线路有不利的影响。随着我国防雷技术的不断的发展，这个技术的防雷效果越来越强，可以更好的发挥出对线路的保护作用。所以，加强这项技术在防雷技术里面的使用，才能让输电线路被保护的更好。

3.5减小接地电阻

使用避雷线和避雷器没有达到最好的防雷效果，为了提高线路的防雷作用，要对接地的电阻做改变，让电阻的值变小，下面对电阻变小的方法介绍。①用爆破方法。这个技术是新的技术，主要是改变一定范围里土地的性质，通过这个办法把地面炸开，将电阻率很小的物质压到地下，进而改变土质的导电性能。②用降阻剂。将它放在铁塔的周围，让被包裹的电解质、水等进入到土地里，进而实现减小土地电阻的目的。

结语：输电线路在电网里有特别重要的作用，线路是不是正常对系统的运行有着重要的作用，但是线路容易被雷电的击中，造成线路会产生不一样的问题，为了减少以上情况出现，电力机构要在线路上做好防雷处理。防雷技术在线路中的使用，可以提升线路的防雷效果，同时可提升电力系统的工作效率。所以，增加对线路防雷技术在线路设计中应用具有很重要的作用。

参考文献：

[1] 董威佐，肇恒阳.输电线路的防雷设计与运维技术分析[J].黑龙江科学，2019，10（10）：88-89.

[2] 高天舒.输电线路差异化防雷技术与策略[J].设备管理与维修，2018（21）：7-8.

（作者单位：国网安徽省电力有限公司宣城供电公司）