线路防雷技术在输电线路设计中的应用

魏祥吉

摘要：输电线路是电力能源传输的媒介，它是电网安全运行与分配的重要组成部分，输电线路的稳定运行对于电力系统至关重要。如果输电线路的电压等级提高，对应的塔杆高度和线路尺寸逐步增加，使得输电线路越来越容易受到自然灾害的影响，尤其是雷击现象。因此如何防范雷击对输电线路的影响对于提高电力系统的稳定性具有重要意义。

关键词：防雷技术;输电线路;设计;运用

雷电对输电线路的危害

雷电活动最活跃的季节一般为夏季，最少季节通常为冬季。并且随着地域的不同，雷电活动的多少也会不同，一般来说，地球赤道附近雷电最活跃，随纬度的逐步升高雷电也会逐步减少，极地几乎无雷电。在自然界发生雷电后，当雷电放电通道到达距地面较近的空中时，雷电电场便易受地面高尖顶建筑物影响发生畸变。    1.1雷电的高热效应对输电线路的危害    雷电在放电过程中打到输电线路上，雷电的高热效应就会瞬间转化成数十万安培的电流，此时雷电流在输电线路杆塔上产生非常高的热能，会达到金属的融化点，输电线路杆塔上的金具导线可能出现融化的现象，严重的将会出现断线或倒杆，对电力系统的穩定运行和工业的安全生产都造成了一定的威胁。    1.2雷电的高压效应对输电线路的危害

雷电在放电过程中，雷击点瞬间达到10万V以上的高压，如果雷击点在输电线路上，输电线路上的一些电气设备和金具导线瞬间受到非常大的破坏，可能会出现短路、跳闸、变压器烧毁等情况，破坏比较严重的将会引起火灾，使电力部门蒙受很大的经济损失。

1.3雷电产生的电磁感应对输电线路的影响

雷电的形成过程会出现一定的电磁效应，当雷电在放电时打到输电线路上时，电磁效应在输电线路上会形成交变电磁场，使输电线路中的电流增大，从而将输电线路瞬间过载烧毁。第四，雷电的机械效应对输电线路的危害。雷电具有一定的机械效应，被雷电击中的物体出现变动和爆炸的情况，从而进入电力系统中，对输电线路、变压器以及发电机造成破坏，对人们的生活和电力系统的稳定运行有着消极的影响。

二、输电线路设计中防雷技术的应用

2.1 选择合理的输电线路

经过多年对雷击现象的研究，我们发现雷击现象主要是受到环境因素、地理因素、气候因素的影响。在一些高山、倾斜的山坡、山谷地区本身就非常发生雷击的现象，所以输电线路在选择时要尽可能的避开这些区域，这样才能减少雷击事故发生的概率。同时经过调查研究显示，在土壤电阻率比较低或是土壤电阻率发生突变的地点也非常容易发生雷击现象，相似的还有地下水位比较高的地区和地下矿物质含量丰富的地区。总而言之，由于地区环境差异而产生易发生雷击事故的现象，可以通过选择合理的输电线路来避免。

2.2 在输电线路上设置避雷线

为了防止输电线路的雷击事故，目前应用比较广泛的就是在输电线路上设置避雷线。在设置避雷线过程中，要注意两个方面，一方面就是要科学的选择避雷线，要进行大量的计算使得选择的避雷线和输电线路相匹配，达到防雷的效果，另一方面就是要选择正确输电线路的避雷线，比如电压比较低的输电线路就不适合设置避雷线。比如，当输电线路达到一百二十千伏的电压时，就需要所有的输电线路都设置上避雷线。在某些下雨比较频繁的区域比如半个月以上时间都在下雨的区域要全程设置避雷线。

2.3 在输电线路上安装避雷器

避雷器可以说是避雷线的衍生产物，在某些方面非常好的解决了避雷线的不足之处，避雷器和避雷线的巧妙结合更是产生了更好的防雷效果。避雷器安装在输电线路前，要通过精密的计算确定一个确定的雷电流值，当输电线路中的电流值大于这个数值时避雷器就会自动启动，从而将电流能够导入到大地之中，保证输电线路的正常运行。除此之外，避雷器的安装最好配合上效果最好的铁塔输电线路，充分利用已经存在的资源，发挥防雷技术的最佳效用。

2.4 自动合闸系统的应用

自动合闸系统顾名思义，就是在输电线路遭受雷击时，可以自动关上闸门，关闭输电线路的输电功能，从而减少雷电后续对于输电线路的破坏。自动合闸系统近几年一直是我国防雷技术研究的重点项目，所以自动合闸系统一直在不断的完善和进步，自动合闸系统对于减少雷电对于输电线路的危害有着重要意义，未来一定也会得到广泛的应用。

2.5 减小接地电阻

使用避雷线、避雷器和自动合闸系统都是通过物理条件来减少雷电伤害的防雷技术，如果能够减少接地的电阻，就可以使得防雷效果更上一层楼，如何减小接地电阻，这里我们提供两个有效的措施。首先可以利用爆破技术，爆破技术是近几年比较流行的一项新技术，可以有效的使土壤的性质发生一定的变化，也就是通过爆破的手段将这片区域的土地炸开，使得电阻率比较小的物质能够进入地下，有效地减少土地的电阻率。另一个方法就是在土壤中加入适量的降阻剂，这

里我们建议降阻剂加入到铁塔附近的土壤之中，使得降阻剂中的电解质和水分能够最快的速度融入土壤之中，从而减小接地电阻。

三、输电线防雷技术的工作重点

3.1确立管理目标并及时杜绝雷击隐患

关于加强和改进输电线路防雷措施方面，需要工作人员明确管理目标和重点保护范围。对于十分复杂的线路或雷击事故发生频繁过高或人群较为集中的区域实现重点防雷措施保护，在安装防雷装置前要精准探测和分析当地环境和地质条件。防雷措施的整改属于系统化工程，每一项环节的测定和维护都需要严格把关，比如：地质土壤，一定要考虑接地装置。

3.2规范测试方式

加强和改进防雷技术已经成为目前电力领域内高度重视的核心问题，所以，运用最先进的防雷技术是必然需求。使用电阻检测仪器和技术这种传统的方式已经都要被淘汰了，关于这方面的改造和对事故发生的分析都是测试方法中需要改进的关键内容。

3.3采取针对性措施

很多地方出现的雷击事故比较严重，而且屡屡发生，所以，根据这些地区的防雷技术重点分析输电线路的抗雷击性能的强弱，比如：输电线路大跨越式、架空线路、输电线路之间的大档距或大高差等问题，针对以上特点制定详实可行的防雷技术方案，加强对频发地区的防雷设定管理。

3.4技术要求统一

针对高土壤和大跨越式的输电线路的防雷设置，要强化技术方法的运用。隔壁区域大跨越式杆高超过40m与接地电阻之间出现的问题，对防雷保护不利，所以，要改进接地线长度和接地线根数以及接地线延伸等方式，从而降低塔杆的接地电阻。

四、结束语

雷击是影响输电线路安全的重要因素，所以，提高输电线路的防雷能力是十分重要的。在设计输电线路时，要结合线路的实际情况，考虑地形环境、气候等多方面的因素，合理运用各种防雷技术，有效提高输电线路的防雷能力，避免发生雷击事故，以保证输电线路的运行安全。

参考文献：

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