架空输电线路防雷措施研究

刘元溥　陈文强　张兆坤

摘要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平提高，用电需求也与日俱增，电力系统的安全运行受到了人们的关注。架空输电线路因为周边环境复杂，所以更容易受到雷击。为保护架空输电线路安全，从而保障供电的安全和稳定，必须结合架空输电线路受雷击的特点和原因，采取相应的防雷措施。

关键词：架空输电线路;雷击;特点和原因;防雷

架空输电线路本身因为施工难度大，如果设计存在不合理之处就可能会使输电线路存在技术方面的问题。此外，架空输电线路所处的环境十分复杂，常见于高山、丘陵等地，在一些线路较长且空旷区域内的架空线路更加容易受到雷电袭击而产生破坏，从而影响供电的安全和稳定性。解决架空输电线路遭雷击的问题，首先要分析线路遭雷击的特点和具体原因，然后从防雷保护设计优化开始。尤其要注重对线路接地电阻的设计和避雷线的架设。选择合适的线路路径做好对特殊地段的线路保护，采取合适的线路架设方式和接地电阻设置，从而提高架空输电线路的整体防雷能力。

1架空输电线路遭雷击的特点和原因分析

1.1 架空输电线路遭雷击的特点

在雷雨天气，因为架空输电线路所处环境的复杂，所以很容易受到雷电袭击，从而影响线路运行的安全和稳定。对线路产生的具体危害是在雷击电流经过线路导体时可能会因为电流太大而产生热量，当这些热量超出输电线路的承受范围时就可能会导致线路避雷线被烧断而无法起到保护的作用，最终就可能会使线路的绝缘子出现闪络或击穿的问题。一般来说，架空输电线路发生雷击有规律可寻，比如距离地面越远越容易受到雷击，比如土壤电阻率越高在该地方的输电线路越不容易发生雷击。

1.2 架空输电线路遭雷击的原因

架空输电线路发生雷击的原因有很多种，第一是因为线路中的材质本身绝缘性不強，或者是因为在长时间使用以后使得线路的绝缘性下降。第二在铺设避雷线路时因为设计不合理，导致避雷线路被外界环境破坏，无法有效发挥避雷线的作用，或使避雷线超出了保护范围无法保证线路输电安全。第三，在线路铺设中也可能存在避雷线接地不良、避雷线与导线之间距离太小的问题，这些都可能会使架空输电线路的防雷性降低，增大雷击发生概率。第四，架空输电线路出现雷击事故，也和没有做好有效的防雷保护措施有关。

2架空输电线路防雷保护措施

2.1 选择合理的输电线路路径

在架空输电线路选择时首先为避免发生雷击，必须要避开容易发生雷击的地区，雷击高发区常见于山地、丘陵等区域。这是因为这些区域土壤中含有导电矿物质，地下水位较高所以易导电。其次山坡和平原交界的地方是因为地形地貌发生了变化，土壤中的电阻率发生改变，电阻率下降，从而容易引起雷击事故。另外在山区多风地带、山口峡谷地带等是因为经常会发生雷暴雨，所以加大了雷击事故的发生概率。在一些山丘的顶部，以及被山林湖泊所包围的地区也容易发生雷击事故，这些区域都要尽量避免。

2.2 对架空地线进行合理的设计

保障架空输电线路安全的最直接和最有效的措施是设置架空地线，所以制定合理的方案、采取合理的地线架设方式才能提高架空地线防雷电的作用。合理设计架空地线，一方面可使电线在分流作用下减少进入到杆塔的雷电流、降低塔顶的点位。另一方面地线对导线有耦合作用，可有效降低塔头绝缘电压，地线对导线还有一定的屏蔽功能，使导线上的感应过电压得以下降。总之，在输电线路导线附近设置耦合线，对雷击电流会产生分流和耦合的作用，从而可降低杆塔绝缘电压，提高线路的防雷性能，减少雷击的跳闸率等。

2.3 降低接地电阻

架空输电线路塔杆有一定接地电阻，接地电阻高低会直接影响雷击电流导入大地效率，也就是说接地电阻越高，雷击电流流入到大地的效率会下降，而其他没有流入大地的电流会对输电线路产生破坏，甚至可能会因为电流过大导致热量过大而引起线路被烧毁。而如果接地电阻小则雷击电流进入大地的效率会提高，短时间内就能将绝大部分的雷击电流流入到大地中而降低了对输电线路的破坏作用。所以在进行输电线路防雷保护时，可通过降低线路塔杆的接地电阻来提高防雷保护的作用。一般来说，降低接地电阻的方式包括以下几种：第一改良输电线路塔杆接地土壤，也就是去除接地不好的土壤然后采用换土的方式对土壤接地性能进行改善，以此来降低杆塔的接地电阻。当输电线路杆塔附近存在水域。则可将接地引入到水域中设置水下接地网，从而可降低杆塔接地电阻。第二种作为高架输电线路杆塔接地主要泄流路径，可通过增加接地极埋入深度、埋入数量来降低输电线路杆塔接地电阻。此外可利用降阻剂来降低接地电阻。

2.4 安装避雷器

随着科学技术的发展，绝缘外套的避雷器、输电线路避雷器防雷技术等出现并被广泛应用到架空输电线路防雷保护中。在安装避雷器于架空输电线路以后，有一部分的电流会进入到相近的杆塔，还有一部分的电流会经过塔体而进入到地下。当雷击电流较大时避雷器会产生分流作用，使雷击电流经避雷器进入到导线中，最后又进入到相近的杆塔中。因为架空地线中分流的雷击电流会比避雷器分流的雷击电流小，所以在雷击发生时避雷器会在耦合作用下使导线电位提高，导线和杆塔顶端的电位差要小于绝缘子串的闪络电压，可有效避免闪络问题的出现，实现防雷保护的目的。

2.5 架设耦合地线

耦合地线的作用是在输电线路架空杆塔发生雷击时产生连续性伸长接地动作，使基杆塔地网和相邻地网连接起来，这样就提高了相邻杆塔对雷击电流的分流效果和作用，可有效提升导线地线的耦合系数，最终可起到降低接地电阻、保证输电线路供电安全的目的。

2.6 其他管理保护的措施

为保证架空输电线路运行正常，可采用先进的科学技术对设备进行监督控制，比如对架空输电线路进行实时监测、掌握设备运行参数、从而可提高对该设备的掌控能力。因为输电线路常年处于恶劣的环境中，会受到各种自然因素的影响从而使电力载荷发生较大的变化。这时可通过架空输电以及气象参数测量系统实现对输电设备和线路的在线监督，并对获得的数据进行分析，在此基础上选择合理的线路运行方式。另外，还应加强对输电线路的检查维修，及时发现输电设备运行情况，根据在线检测获得的信息以及以往经验数据来分析线路运行中存在的危险因素，确定维修周期从而降低事故发生率。做好检查维修、监督管理工作也是降低雷击事故发生率、保证输电线路安全稳定运行的有效措施，且能推动电网系统的发展，推动我国架空输电线路运行维护的发展。

3结语

综上所述，输电线路运行的质量将直接关系到电力系统运行的安全与稳定，关系供电的质量，最终会对人们的生产生活产生影响。而架空输电线路因为长时间在复杂多变的自然环境下运行，所以遭到雷击的可能性较大，而一旦被雷电击中就会使线路上的电力设备甚至整条线路发生损坏，不仅会影响正常供电，而且还会给企业带来严重的经济损失，阻碍电力网络的建设发展。为此，有必要做好相应防雷保护措施，以降低线路遭受雷击的可能，保证人们的生命财产安全，保证电力系统的正常运行。

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