500kV 输电线路运行中的防雷技术

周鹏程

（湖南科鑫电力设计有限公司，长沙410000）

1 引言

新时期下，随着我国经济的发展和社会的进步，我国国民对电力资源的需求量也在逐年上升，各种大型电站也越来越多，高压输电线的密集程度也在持续上升。现如今，我国也已经形成了以500kV 输电线路为主要网架的超特高压输送网络。但是，由于输电线路通常情况下都建设在较为空旷的地方，在实际运行过程中很容易遭到雷击，导致高压输电线路出现故障，增加维修成本，这就需要电力企业加强对500kV 输电线路的防雷工作的重视，制定相应的防雷措施，保证输电线路的稳定运行。

2 500kV 高压输电线路中的雷电过电压

雷电放电时在导线或电气设备上形成过电压。雷电过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压2 类。雷电直击于电网（导线、设备等）时产生的过电压称为直击雷过电压，直击雷过电压对任何电压等级的线路和设备都可能产生危险。雷击于大地或其他目的物在附近的导线或电气设备上形成的过电压称感应雷过电压，感应雷过电压通常只对35kV 及以下电压等级的线路和设备构成威胁。

3 雷电对500kV 输电线路的影响

3.1 直击雷过电压对输电线路的影响

直击雷过电压主要指的是输电线路被雷电直接击中。在这种情况下，输电导线会产生雷击，当雷击通过阻抗和地面变化时，会引起电压下降，从而使雷击部分的线路电位升高。另外，在500kV 输电线路在被雷电直接击中以后，还会产生一些其他反应，如热效应、电效应等效应，也可能对输电线路造成严重损害，甚至影响一线工作人员的生命安全。因此，在实际工作过程中，工作过人员需要采用大量的避雷针，对雷电进行屏蔽。

3.2 感应雷过电压对输电线路的影响

感应雷过电压是雷电击中500kV 输电线路或者击中线路周围的地面，导致雷电区域出现电子感应现象。另外，输电线路的导线中也会形成电压，导致导线电流增大，最终形成人体难以承受的高压。在感应雷过电压下，受到输电线路本身的特征影响，导线的两侧也会形成感应过电压波，使输电线路的电压升高。因此，为了预防感应雷过电压，输电线路施工人员在实际施工过程中，可以采取地线掩埋的方式进行线路建设，在线路掩埋过程中进行相关的防雷操作，从而加强雷电防护，保证输电线路的正常运行。

3.3 雷电绕击对输电线路的影响

雷电绕击对输电线路的影响较大，当500kV 输电线路出现雷电绕击情况时，雷电可以避开输电线路上的避雷针等普通避雷装置对输电线路造成危害。另外，雷电绕击情况在较为空旷的线路位置较为常见，偶尔也会发生在线路布置较为烦琐的输电线路中，输电线路在被雷电击中时，产生的危害会向输电线路的两边开始传递，出现线路闪络的情况，严重影响500kV 输电线路的正常运行。

4 500kV 输电线路运行中的防雷技术

4.1 在输电线路设计时注意选择安全方位

500kV 输电线路的设计人员在进行输电线路设计时，首先要注意选择安全的方位，应做到以下几点：（1）设计人员要明确输电线路的设计原则，在设计过程中以保证线路的正常运行为前提，选择正确的方位；（2）设计人员要加强对自然环境的研究，在选择线路方位时结合自然环境的安全性，尽量不要选择山谷地区或者是斜坡地区，从而降低线路被雷击的概率；（3）设计人员应避免在导电环境中铺设线路，在线路铺设过程中要注意分析铺设地区的地下水位，研究地区的通电性，尽量避免选择通电性较高的地区，保证输电线路运行的安全性和可靠性。

4.2 制定科学的宏观防护原则

设计人员还要制定科学的宏观防护原则：（1）设计500kV输电线路的骨干网架时，要分析骨干网架所处的关键位置和一旦发生故障会引起的连锁反应，从而在防雷设计过程中，将“堵”作为首要防护原则，设置防止雷击跳闸的相关装置；（2）设计人员可以采取“N-1”或者“N-2”的准则进行不平衡差绝缘设计，降低输电线路的雷击率；（3）在输电线路的通道线路设计过程中，设计人员需要按照“疏堵结合”的设计原则，提高线路重合闸的成功率。

4.3 降低铁塔的接地电阻

降低铁塔的接地电阻是目前我国高压输电线路建设中的一种有效的防雷方式，在我国500kV 输电线路的防雷工作中也较为常见。其具体操作如下：（1）设计人员需要不断延长输电线路水平方向的接地线长度，从而有效降低电阻的冲击系数，降低雷击对线路电阻率的影响；（2）设计人员可以结合500kV输电线路的实际情况，采取相应的爆破技术，对线路的地面进行爆破，并在爆破结束后，利用压力机线路地面以下的位置中埋入电阻率较小的材料，以此降低地面的电阻率；（3）设计人员在接地网较为集中的地方也可以利用降阻剂降低线路的接地电阻。

4.4 架设避雷线

设计人员也可以在500kV 输电线路上架设避雷线，利用避雷线的防雷作用下，最大限度地防止雷电直接冲击输电线路，并利用避雷针分流雷击电流，减少进入输电线路的电流，降低塔顶电位，最终实现对输电线路的雷电屏蔽效果，降低感应电压。但是，需要特别注意的一点是，对于500kV 或者500kV 以上的输电线路，设计人员在设置避雷线时应装设双重避雷线，如图1 所示。

图1 双避雷线

4.5 架空地线和耦合地线

架空地线也是在500kV 高压输电线路中的较为有效的防雷技术，在实际应用的过程中，不仅可以对输电线路进行分流，降低雷电对输电线路的危害，还可以实现对500kV 高压输电线路导线的耦合，从而有效降低绝缘子电压，最终实现防雷效果。因此，设计人员在应用架空地线和耦合地线进行500kV高压输电线路的防雷操作时，需要结合实际的架空低线的标准，对每一个阶段的500kV 高压输电路进行保护[1]。

4.6 适当运用高压送电线路避雷器

由于安装避雷器使杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。目前，在全国范围已使用一定数量的高压送电线路避雷器，运行反映较好。

5 结语

总而言之，500kV 输电线路在我国电网中的应用较为广泛，因此，设计人员需要加强对500kV 输电线路的防雷设计，在实际建设过程中，完善各种防雷措施，从而保证500kV 输电线路的安全稳定运行，保障我国国民的生活质量。