雷电天气对输电线路失效概率影响分析

杨站江

【摘  要】输电线路运行中受到自然因素的影响较大，特别是雷电天气，做好这方面的防雷设计与防雷击措施有着重要意义。下面文章就对输电线路系统防雷设计进行分析，并探讨雷电天气下输电线路失效的影响，结合实际情况提出具有的防雷击策略，希望通过文章的论述能够进一步提高我国输电线路运行水平，保证电力系统的全运行。

【关键词】雷电天气;输电线路;防雷设计;失效概率

引言

输配电线路是电路系统中的重要组成部分之一。该线路对于电能传输、保护电力运行安全、提升电能传输稳固性有着重要作用。一般情况下，大多数输配电线路都分布在荒漠、山川等地区，具有输配电线路长、作业环境不稳定等诸多特点，进而导致输配电线路的运行维护、故障排除难度较大。近几年，电力系统完善性不断增强，供电性能也有了明显提升，但输配电线路结构的繁杂性也明显变强。

1输电线路系统的防雷设计

输电工程是电力系统的基础工程，输电工程的安全生产直接关系到人们的日常工作与生活，因此，解决输电线路中雷击跳闸的工作成了输电线路工程的重中之重。输电线路的雷击跳闸是影响电力系统稳定运转的重要因素，雷击跳闸会严重影响配电系统的运行，造成安全事故。如果电力系统遭到雷击，雷电流中的电将会进入电力线路，造成线路损毁;如果电力系统未直接遭受雷击，雷击若出现在离输电线路较近的地方，电力线路中的感应电弧也会顺着线路向两边流动，侵入变电站，对变电设备造成损害。在架空输电线路的供电故障中，有超过一半的故障是由雷击引发的。因此，输电工程建设的线路架设要根据雷电的活动强度、出现的频次等进行调整与改进。此外，依据地貌环境进行输电线路的调整，也能进行差异化配置，以维护输电线路稳定的工作。在雷电的多发地段，要加强对杆塔和线路的防雷保护措施，减少雷电所带来的危害。在电力系统发生的输电线路故障中，大部分故障都来源于雷击跳闸，尤其是在雷电的多发地段，基本上所有的事故都是由雷击引起的。例如在山区，输电线路随着山势的起伏较大，输电线路所涉及的路线垂直高度落差较大，冷暖空气更易交汇，空气对流现象频繁，雷电活跃多发，所以，在线路的初步设计中，就要考虑到防雷设计，明确其重要性。

2雷电天气对输电线路失效概率影响分析

输电线路雷击事故的产生将在很大程度上影响输电线路的正常运行，输电线路发生雷击事故的原因有很多，具体体现在以下几个方面。首先输电线路杆塔存在问题，接地效果不佳，这种情况就会加大与地面接触的电阻阻值，从而为输电线路埋下安全隐患，导致雷击事故的发生。[1]其次，输电线路雷击事故的产生原因中还包括缺乏健全的绝缘配置，绝缘配置在输电线路的运行时具有防止电流回流的作用，如果绝缘配置出现问题将会引起雷击跳闸事故的发生，并且随着时间的积累，输电线路的绝缘配置极易出现老化，这也在一定程度上为输电线路跳闸事故的发生埋下了安全隐患。最后，在避雷线的使用上存在问题，避雷线是输电线路用来防雷的重要举措，在雷击发生时，避雷线可以有效的隔断雷电与线路之间的联系，从而有效的减少雷击事故的发生概率，但是现阶段设计师在进行避雷线的设计上，并没有重视杆塔保护角度的设计，使得避雷线不能发挥其良好的避雷效果。

3输电线路防雷击的有效措施

3.1架设避雷线

在输电线路施工过程中，要架设避雷线用于保护输电线路的安全运行。避雷线是最为基本和重要的防雷保护措施，具备防雷效果好、适用于输电线路防雷保护的特点，输电线路的电压越高，越能起到良好的防雷效果。避雷线主要对输电线路遭受直击雷有着明显的防护作用，在避雷线架设过程中，应减小避雷线对导线的保护角，以保证防雷效果。根据相关规定，220kV输电线路以及330-500kV超输电线应采用双避雷线，避雷線对边导线的保护角为20。同时，架设避雷线还能够减少输电线在雷电天气条件下的闪络次数，保证线路绝缘子串的稳定性，进一步避免输电线形成感应电压，保证导线运行稳定。

3.2减小线路的保护角

在维护输电线路的方法中还有一种技术措施，就是降低输电线路的耐雷水平。但是，对于已经完成或投入运行的线路已经不适合改变线路的保护角，尤其是地势环境较为复杂的杆塔等。因此，要从多个方面综合考量研究，选择正确、适宜的线路改良方式。

3.3避雷线的架设

在输电线路的防雷措施中，避雷线的架设是其最重要的举措，对避雷线进行科学合理的架设可以有效的避免雷击事故对输电线路所造成的损害。在架设避雷线时，首先要对周围的情况进行调查，如果该地区较为空旷，在雷击事故发生时就会加大雷电击中电线的几率，所以工作人员重点应该在空旷地区对避雷线进行架设。[5]相较于没有安装避雷线的输电路，跳闸现象时有发生，进而造成输电线路绝缘层的损毁，但是安装避雷线之后，输电线路就可以降低跳闸现象发生的几率，并且也不会损毁该输电线路的绝缘层，由此可见，避雷线的架设可以对输电线路的绝缘层进行保护，从而有效的提高输电线路的耐雷水平。

3.4促进架空电力线路的绝缘效果

在电力发展过程中，要想保证其线路的绝缘性被有效提高，则需要将其线路的耐电度进行有效提高，在实际的实施过程中，首先需要促进杆塔上绝缘子数量的增加，提高其绝缘子串中的闪络冲击电压值，从而将其耐雷电效果进行有效增强，实现对跳闸率的控制。与此同时，还可以将差异绝缘法进行应用，就其电路来说，即使在同一个塔杆上面，其三项绝缘性能也是不同的，下面的绝缘子数量更多，也就是说，一但其遭受雷击，就会导致导线的绝缘体被穿透，使得其进入到地面，从而对双向闪络问题进行有效防范。

3.5减少地线电阻

当杆塔遭遇到直击雷的破坏时，在杆塔顶部与地面间会产生过大电压，瞬间增加与传输线路的电位差，在电位差超过绝缘材料的绝缘能力范围时，就会造成线路闪络。在此情况下，若因闪络产生的电流传导到其他临近的杆塔，则会导致输电线路出现高电流，引发线路跳闸，造成输电线路故障。为避免上述情况发生，可通过降低杆塔接地电阻减少电压差，避免电压差超过绝缘材料的承受范围。在架设输电线时，为降低电阻，可将镁合金地线埋设在线路下方，利用耦合地线增输电线路与避雷线耦合度，控制输电线路在遭受雷击时产生过大电压，起到分担电压的作用，进而提高输电线路的防雷效果。

4输电线路的检查要点和维护措施

在对输电线路进行检修和维护时，必须由专业的检修人员来操作，熟练掌握离线和在线的检修方式。在对架空输电线路进行检修时，重点是检修时的安全问题，因为电线杆、塔等所处的工作环境容易受各种外界因素的干扰。在外界电路材料的检修和保养维护时，要确保线路的稳定工作和检修人员的人身安全。防雷检测是保证输电线路稳定工作正常运转的有效手段，目前，我国的防雷技术已经处于世界先进水平，但是，仍需要在日常生活中对输电线路进行保养和检修，以提高电力系统的稳定性。在输电线路的建设过程中，工作人员要严格按照国家的标准和相关规范进行施工，做到每个环节都有专人检查，提高输电线路的整体工作效率，减少由输电线路故障带来的经济损失。

结语

总之，随着电网系统的不断发展，输配电线路对于电力系统的影响也在逐渐增大，同时电网智能化、自动化的发展更是对于输配电线路的运行提出了更高要求。因此，电力工作人员应当从多个方面入手，尽可能的保障输配电线路的良好运行。

参考文献：

[1]荣晨.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科学技术创新，2018（12）：51-52.

[2]郑潇啸，文中，黄林.高压输电线路综合防雷对策分析[J].通信电源技术，2018，v.35;No.171（03）：231-232.

[3]吕鑫.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科技尚品，2017（06）：228-228

（作者单位：国网山东省电力公司威海市文登区供电公司）