浅析输电线路防雷技术分析及维护措施

徐旸

摘 要：我国地域广阔，输电线路分布复杂，很多输电线路都处于空旷地区，而这些地区都是雷电频繁发生的地区，输电线路很容易遭受电击。正常的防雷思路是将雷击电流直接由输电线传导入大地。但实际情况是，即使雷电没有击中输电线路，输电导线也会感应到异号电荷，也会受到雷击的影响失去束缚，从而使电流向导线两端流动，形成过电压。电流在流动时，经过电器设备或是在变电站，会对设备造成较为严重的损害，甚至会导致输电系统瘫痪。因此，输电线路的防雷工作是非常重要的。

关键词：输电线路;防雷技术;维护措施;分析

1导言

输电线路的安全直接影响着整个电力网络的正常运行，许多电力线路都分布在空旷的地方，运行过程中很容易遭遇雷击故障，导致电力设备受到损伤，或者发生火灾等危险事件，不仅影响电力网络的正常供电，还可能会危及周围居民的生命财产安全，因此，线路的防雷工作一直以来都是电力企业关注度的焦点问题之一。

2雷击跳闸的相关分析

2.1输电线路绕击成因分析

输电线路绕击的成因比较复杂，主要问题是雷电与输电线避雷针之间对边导线保护角的确定，输电线路杆塔的高度问题和输电线路所处区域的地形、地貌等。根据数据统计，杆塔输电线路的绕击率要高于平地线路的绕击率，这主要是因为山区地势高低不平，在布置山区的输电线路时，不能像平地线路那样较为匀称的布设，而会出现大跨度或是较大的高差档距，这些都是无法避免的，所以，雷电发生时，这种地形的区域受到雷击危害的概率较高。

2.2输电线路反击成因分析

输电线路反击较为普遍的问题是当雷电电流击中输电线路塔体时，使得塔体本身的电位由于受到雷击而持续增加。当雷电电流的增加值超过了输电线路的绝缘闪络电压值，而输电线路塔体电位升高时，使得导线与杆塔自身发生了闪络，这个闪络就是所谓的“反击闪络”，发生这种情况的可能性较大。如下图1所示。

3雷击跳闸分析

3.1绕击成因分析

输电线路设计时，为了尽量降低线路遭遇雷击的概率，设计人员必须要明确线路遭遇雷击的原因，经过有关研究人员的现场实测、模拟实验后发现，电力线路遭遇雷击主要与雷电流的强度、电力线路杆塔的接地电阻大小、线路绝缘放电电压等因素有关，雷电绕击率与输电线路经过区域的地质地貌条件、电力线路杆塔的高度、避雷线对边导线保护角等因素密切相关。因此，与平地输电线路相比，杆塔输电线路的绕击率明显较高，山区输电线路设计时，经常会出现大高差档距、大跨越的问题，这些区段的电力线路的耐雷水平往往比较低。除此之外，部分地区的雷击活动比较强烈，这种情况下该区段的电力线路遭遇雷击的概率也会有所提升。

3.2反击成因分析

电力线路遭遇雷击时，雷电流经过杆塔顶部或者避雷线流过接地体及塔体，会使得杆塔的电位升高，导线上产生感应过电压，当该感应过电压与杆塔电位合成的电位差超过电力线路的绝缘闪络电值的时候，杆塔与导线之间就会发生反击闪络。实际的线路架设过程中，为了能够有效地提升输电线路的耐雷水平，可以采用提高线路的耦合系数或者降低杆塔的接地电阻的方式实现这一目标。

4输电线路的防雷接地措施分析

4.1输电线路中要架设避雷线

避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷。通常当雷电击中输电线路时，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，有时甚至达到几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，甚至造成停电事故。然而，使用避雷线可以遮住输电线路，使雷只落在避雷线上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流导入大地。一般来说，输电线路的电压愈高，采用避雷线的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上電压等级的输电线路应全线架设避雷线。还有，避雷线应在每个杆塔的地基处接地，因为在采用双避雷线的超高压输电线路上，正常的输送电流会在两根避雷线之间组成闭合回路，而造成功率损耗，所以为了降低损耗，须将避雷线对地绝缘。同时，避雷线的保护效果还同它下方的导线与它所成的角度有关，一般在20度到30度之间。通常220千伏和330千伏双避雷线线路最好做到20度左右，而500千伏及以上的高压线路的双避雷线角度最好在15度以下。在架有两根避雷线的情况下，很容易获得较小的保护角，线路运行时的雷击跳闸故障也相对较少，但建设投资较大，所以我国近几年建的220千伏以下的输电线路，大多数采用单根避雷线。

4.2要降低杆塔的接地电阻

对于平原地带的杆塔来说，任何一根杆塔都要配备接地装置，并且要与避雷线连接，来提高输电线路防雷的可靠性和实用性;对于一般高度的杆塔来说，为了提高线路耐雷水平与降低雷击跳闸率，降低杆塔冲击接地电阻是最有效和经济的方法，还要对同一条线路进行逐段改造，把邻近杆塔接地连接，来降低相邻杆塔的接地电阻，并将杆塔延伸至周边土壤电阻率较低的地方;对于山区地带的杆塔来说，通常在四个杆塔的底部应用打深井加降阻剂或采用长的辐射地线，来增加土壤与地线的接触面积使电阻率降低，实现输电线路的防雷。总之，降低杆塔接地电阻，并完善接地装置，保证雷电产生的电流可靠的泄放到大地，是输电线路运行中防雷的基础。也是提高设备防雷经济、高效的方法。

4.3要安装自动重合闸

输电线路除了要安装防雷保护装置外，还要安装自动重合闸装置，因为输电线路的故障百分之八十以上都是瞬时性的，输电线路在遭受雷击时，绝缘子发生闪络就会造成跳闸，因此安装自动重合闸装置对降低输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就可以消除瞬时性故障，减少雷击跳闸后停电的现象，确保持续供电。

5输电线路的维护

应该对输电线路进行实时的管理与检修。为了防止雷击跳闸停电，在防雷技术上应多做研究，输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能，降低线路的雷击跳闸率，还有就是对防雷设备的接地情况进行检察，还应根据地形条件和气候条件等综合考虑运行方式;从实际出发实行输电线路状态检修是电网发展的必然要求，也是输电线路管理水平不断提高的需要，如增加巡视站，清理线路旁的树枝等;应该尽量避免电能在输电网中的损耗，电力网在实际运行中可能由于带电设备绝缘不良而有漏电损耗。这种损耗可以通过加强电力网的维护工作来降低，维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管等;应综合考虑系统的运行方式、防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率，还要根据线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、清理线路周围的不利因素、加装线路避雷器和接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。

6结论

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，总而言之，雷击现象存在较大的分散性以及随机性，很难提前控制雷击点以及雷电参数，雷击线路跳闸事故的分析存在较大的难度，在这种情况下，非常容易导致线路因为雷击出现故障，影响电网运行的安全稳定性。因此，想要应用新的防雷技术，必须要先对地区地理、气象等方面情况进行详细分析调查，同时了解线路运行实际情况，计算线路防雷水平，综合考虑这些方面因素，采取针对性的防雷改进措施，提高线路防雷水平，为电网运行的安全稳定性打下良好的基础。

参考文献：

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