输电线路的防雷设计与运维技术分析

胡金波

江苏省电力有限公司苏州供电分公司， 江苏苏州  215000

摘要：随着社会的发展，电力能源已经成为最重要的资源之一，输电线路是电能输送的高速公路，担负着将发电厂生产的电能，经过变压器后输送到用户的重任。架空输电线路网络分布较广，地处旷野高山，易遭受雷击，架空输电线路往往经过的地形复杂，穿山越岭、纵横千里，遭受雷电袭击的机会非常大。

关键词：高压输电线路;综合防雷;问题;措施

1雷电对高压输电线路的影响

雷电是伴随着强对流过程发生的一种灾害性天气现象，具有发生频次多、范围广、危害严重、社会影响大等特点，严重威胁着电力的安全生产。长期以来，雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网的安全稳定运行构成了极大的威胁，尤其是在山区、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。随着对操作过电压的深入研究，以及保护设备性能的提高和保护措施的不断完善，操作过电压水平已降至安全水平以下，雷害已成为影响高压输电线路安全运行的主要因素。雷电对高压输电线路的影响主要体现在以下几个方面。

1.1直击雷的影响

直击雷指的是，在没有采取相应的防雷措施或防雷措施不到位的情况下，雷电会直接对高压输电线路产生电击，雷击会对高压输电线路产生较大的危害。例如，雷电直接击中杆塔后，会引起很高的过电压，称之为雷电过电压，这种过电压沿导线最终侵入变电站设备内部，使整条输电线路无法正常运行，影响局部地区电网的正常运行。

1.2感应雷的影响

雷云经过高压输电线路所在区域时会产生放电现象，进而形成电磁感应现象，对高压输电线路造成危害。但是，通常情况下，对于线路的危害较大，而对于高压输电线路的危害则较小。

1.3雷电冲击波的影响

雷电冲击波和直击雷以及感应雷相比较，具有一定的突发性，高压输电线路一旦遭遇雷电冲击波，会产生使其无法承受的高压，进而对输电线路造成较为严重的冲击和破坏，引发输电线路故障问题，最终导致高压输电线路无法正常运行。

2防雷技术及差异化防雷策略

2.1加强线路绝缘水平

输电线进行防雷建设或改造时，可以通过增加绝缘子片数的方式来加强线路绝缘水平。对于已处于输电状态的线路，如果绝缘水平不符合要求，必须在接地端加装一片绝缘子。在加装一片绝缘子有困难时，可以将旧绝缘子更换为新型绝缘性能高的绝缘子，也可以达到提高线路绝缘水平的目的。

2.2降低杆塔接地电阻

雷电击中杆塔或杆塔避雷针时，接地电阻的大小对杆塔塔顶电位的影响非常大。接地电阻过大，会导致杆塔电位太高，从而影响输电线的输电安全。所以必须应用一些使得杆塔接地电阻尽量低，目前常用的方法包括深埋接地极、使用接地体和对土壤使用降阻材料等。这种防雷措施所需费用较少，且防雷效果显著。

2.3耦合地线与架空地线

在输电线路中，架空底線属于线路基础性防雷举措，会在线路受到雷击骚扰时，自动展开电流分流处理，能够实现对输电线塔雷电流的有效控制，实现对线路防雷的有效保护。同时，架空地线的合理运用，可达到良好的线路耦合效果，能够有效减小导线绝缘子在受到雷击时所需遭受的电压设置，可以达到良好的线路屏蔽保护效果。为保证防雷保护措施功能发挥质量，在实施线路建设以及后期运行维护过程中，需要定期对架空地线展开检查与铺设，应在做好架空地线安装的同时，展开耦合地线施工，以便通过对耦合地线的运用，达到有效提高线路和避雷地线间的耦合性，保证线路上电压可以得到有效控制，从而形成线路良好保护状态。

2.4配备自动重合闸设备

系统自动跳闸是系统对自身实施保护的重要举措，在供电系统出现自动跳闸操作后，一般的故障会出现自动消除现象，会将雷击等问题影响程度控制在最低，确保线路不会受到雷击的过大干扰。在实施自动重合闸设备安装过程中，需要将设备和供电系统继电保护装置有机融合在一起，以便保证供电系统可靠性以及稳定性可以得到切实提升，确保在雷击状态下，设备可以自动跳闸并自动恢复，从而做好雷击影响管控。

2.5架设避雷线

避雷线在雷击发生时能够对雷电进行有效分流，能有效屏蔽雷电对输电线的影响。避雷线是接地线，但它并不直接接地，而是通过杆塔进行接地，这样做能够更好地保护输电线。通常在针对输电线的防雷保护中，避雷线的绝缘子必须留一些空隙，以防止由于避雷线上电流过大，从而产生大磁场，影响输电线。

2.6安装线路避雷器

杆塔防雷施工应用线路避雷器时，需要将它与绝缘子串进行并联，目的就是为了保护绝缘子。雷击发生时，避雷器动作，雷电从避雷器经过，绝缘子被保护。早期由于避雷器价格较贵，所以只有其他措施尝试无效后，才会使用避雷器。近年来，随着材料价格的降低和技术的进步，避雷器正在获得广泛的使用。

2.7差异化防雷策略

差异化防雷策略就是对各条输电线路的整体情况进行评估，根据线路重要等级、线路所经区域的雷击情况、线路结构特点等，对输电线路进行精准化、差异化的防雷改造，既要保证线路的防雷安全，又能够最大程度地降低防雷施工成本，得出最佳防雷解决方案。差异化防雷策略包括2个部分。1）差异化防雷评价体系，要根据输电线的防雷技术参数、输电线自身结构、线路所处区域雷及参数等，对输电线进行综合评价，评价出各杆塔的雷击跳闸率，为差异化改造提供依据。2）差异化防雷改造，根据输电线的差异化评价，对输电线进行有针对性的改造，提高输电线杆塔的耐雷击能力，降低输电线整体的雷击跳闸率。

2.8加强对高压输电线路的有效监控

电力企业需要加强对高压输电线路的有效监控：（1）加强对高压输电线路的负重检测，主要包含对恶劣天气下的输电线路的检测，避免出现由于高压输电线路负载过重而导致的故障现象;（2）加强对高压输电线路的弧摆以及风摆的监控，降低风力和风向对输电线路的影响;（3）加强对绝缘子泄漏电流的监控，检查绝缘子的性能，保证其充分发挥作用;（4）加强对雷击的导线位置的监测，避免出现后续的重复排查工作，提高防雷工作的效率;（5）加强对高压输电线路塔杆线路的监测，避免出现人为破坏。

结语

随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电能已经成为不可缺少的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中，如何防雷显得十分重要，防雷击新技术的研究已经取得了很大的发展，线路防雷的保护措施会越来越多。在实际应用中，输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。

参考文献

[1]刘玉婷，王鹏，童军心等.关于输电线路3根避雷线防雷效果研究[J].能源研究与管理，2019（2）：38-41.