高压输电线路的防雷技术措施综述

摘要：本文概述了减小避雷线保护角、降低桿塔接地电阻、安装线路避雷器、架设耦合地线、并联间隙和加装各种型式避雷针等高压输电线路的防雷技术措施，旨在科学全面地指导高压输电线路的防雷工作。

关键字：输电线路;防雷技术;接地电阻;避雷器

高压输电线路的安全性和可靠性对于保证电力系统的稳定运行具有至关重要的作用。然而，绝大多数110kV及以上电压等级的高压架空输电线路每年都要经受雷电考验，由此产生的雷击跳闸问题十分突出。随着电网扩张速度不断加快，雷击事故逐年上升。如何有效掌握输电线路的防雷技术成为电网输电运行维护人员关注的重点，本文梳理总结了高压输电线路各类防雷技术措施，以助于科学、全面指导高压输电线路的防雷工作。

1 减小避雷线保护角

减小避雷线保护角是适当的方法减小避雷线的保护角从而提高避雷线对导线的屏蔽性能，减小导线受绕击的概率，进而有效降低输电线路绕击跳闸率的一种输电线路防雷技术。主要分为：（1）保持避雷线和导线的高度不变，减小它们之间的水平侧向距离，使保护角减小;（2）保持避雷线高度不变（即保持杆塔结构高度不变），通过增加绝缘子片数，降低导线挂线点高度来减小保护角;（3）保持导线高度不变，通过增加避雷线的高度（即增加杆塔结构高度）来减小保护角。

2 降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻技术是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种输电线路防雷技术。传统的降低杆塔接地电阻的方法主要分为物理降阻和化学降阻。物理降阻包括更换接地电极周围土壤、延长接地电极、深埋接地电极、使用复合接地体等;化学降阻主要是指在接地电极周围敷设降阻剂，通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的目的。特别是对于山区、高土壤电阻率地区，如何有效地降低接地装置的接地电阻值，如何用较少的投资获得较好的降阻效果，目前仍然是电力系统面临的主要技术难题。

3 安装线路避雷器

安装线路避雷器是通过在线路上安装线路避雷器装置，将其与线路绝缘子串并联，提高安装处线路的绕击和反击耐雷水平，并有效保护绝缘子不闪络，从而降低雷击跳闸率的一种防雷技术。线路避雷器可以同时提高安装处线路段的绕击和反击耐雷水平，降低安装处杆塔的雷击跳闸率，从而减少线路的非计划停电时间，提高供电可靠性。相比于其他的防雷措施，线路避雷器保护原理优越，运行效果明显，但是由于其保护范围小，通常只能保护该杆塔两侧一个档距。若在线路上安装数量较多的线路避雷器，其价格相对较高，经济性差。因此，要进行技术经济比较，经济、合理、有效地安装线路避雷器。

4 架设耦合地线

架设耦合地线是在降低杆塔接地电阻有困难的时候，在导线下方加设一条接地线，以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率的防雷技术，一般应用在接地电阻较高的线路。架设耦合地线提高线路反击耐雷水平的机理包括两个方面，一方面耦合地线可以增加导线和地线之间的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压;另一方面耦合地线可以降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时，可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。架设在线路两侧的耦合地线即侧面耦合地线，位于导线两侧，有效地增加了地线的屏蔽作用，对线路防绕击有较好的作用。

5 并联间隙

输电线路并联间隙技术是利用在绝缘子串两端并联一对金属电极构成间隙，使雷击线路时闪络发生在该间隙处，从而保护绝缘子串免受电弧灼烧的一种输电线路防雷技术。并联间隙及其电极合称并联间隙装置，又称招弧角或引弧用。根据绝缘子种类不同，并联间隙装置分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置和复合绝缘子用并联间隙装置。输电线路并联间隙技术原理简单、安装方便、经济性能优良，是对现有防雷保护技术的有力补充。相对于降低杆塔接地电阻、减小避雷线保护角、架设稱合地线、安装线路型避雷器等“堵塞型”防雷技术来说，输电线路并联间隙技术属于“疏导型”防雷技术，即对于线路无法耐受的雷击，使闪络在预定的并联间隙处发生，并疏导工频电弧，有效保护绝缘子。

6 加装避雷针

加装避雷针技术是一种利用避雷针较强的引雷能力，减小导线遭受雷击的概率降低线路绕击跳闸率的防雷技术，目前有两种技术手段：（1）避雷线水平侧针技术，通过在避雷线上安装水平短针，以增强避雷线对弱雷的吸引能力，增加避雷线的保护范围而达到降低输电线路绕击率。（2）可控放电避雷针：安装在输电线路顶部的具有一种特殊结构的避雷针装置，由主针、动态环、储能元件、接地引下线等组成，其中，主针、动态环分别通过非线性电阻和储能元件与地绝缘，针头电位处于浮动状态，当雷云来临时，储能装置通过感应雷云电场进行储能，当超过设定的临界值时储能装置向主针本体放电，使主针电位发生瞬时改变，此时动态环电位仍保持不变，从而使主针针头电场发生瞬时畸变，以期诱发上行先导，栏截雷电下行先导，保护被保护物体免遭雷击，并限制雷击电流。

目前，衡量输电线路防雷性能的指标主要包括：（1）雷击输电线路的跳闸率，即每年每百公里线路雷击导致的线路跳间次数;（2）输电线路的耐雷水平，即雷击线路时引起绝缘子串闪络时的最小雷电流幅值。高压输电线路的雷击跳闸率受雷电活动频率影响比较大，不同的地区，雷电活动的强度不一样，线路跳闸率不一样。同一线路，所处的地理位置不同，雷击跳闸率的分布也有差别，因此应结合当地雷击水平，综合考虑部署防雷技术措施，从根本上限制雷击高压输电线路跳闸故障。

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作者信息：张帆，1992年01月生，男（汉族），山西忻州人，主要从事继电保护工作

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