高压输电线路的绝缘配置以及防雷保护

摘要：随着我国科学技术的进步，为保障我国的电力事业安全，加强对高压输电线路的安全管理，对高压输电线路施行防雷保护具有重要的意义。对高压输电线路进行防雷保护并对其进行绝缘配置，提高高压输电线路的绝缘保护，不仅可以减低对线路的检修工作，还能降低雷电波沿高压线路对变电站以及发电厂的危害，从而有效避免大范围停电事故的发生。

关键词：高压输电线路;电力;绝缘配置;防雷保护

一、雷击过电压的主要形式

当雷云接近输电线路时，会对线路放电，从而引起过电压，这个过程被叫做雷击过电压。根据雷电压形成过程的不同，可将其分为感应雷过电压等两种不同的形式。

1.1感应雷过电压

当雷云经过高压输电线路附近时，由输电线路的电磁感应从而产生过电压，此即感应雷过电压。虽然这种雷击过电压很常见，不过它对输电线路造成的危险较低，且通常只会对35KV以下的線路造成显著危害。

1.2直击雷过电压

所谓的直击雷过电压就是指高压输电线路的导线、避雷线或者杆塔直接被雷电击中时所产生的过电压。雷电击中导线、避雷线和杆塔的概率和危害都不相同。这三种情形的产生原理、环境也不相同。

1.2.1直击输电线路或杆塔

在这种情形下，雷电流会大幅度拉升塔顶对地电位。同时，塔顶与导线的电位差值也会大幅度提高，当这种差值超过放电高压的50%时，闪络现象就会出现，塔顶至导线的连通性就会由于跳闸等而出现中断。这种情形的雷击被称为反击雷。

1.2.2直击导线

这种情形的产生是由于雷电绕过避雷线或者导线并没有安全避雷线。这种情况下，过电压会直接进入导线，危害较大。而该情况下的雷击被称为绕击雷。

1.2.3直击避雷线间隔中间

这种情形极为少见。而统计数据表明，绕击雷和反击雷最为常见，且危害也最大。因为，本文接下来的讨论将围绕这两种情形而展开。

1.3输电线路易击区

统计和输电线路运行经验表明，高压输电线路遭受雷击的情况在地理分布上比较集中，此即所谓的易击区。这些易击区主要包括山顶、风口、河谷、峡谷、潮湿盆地、导电性矿物质集中处、土壤电阻率较高的地带等。在假设高压输电线路时，如果不能避开这些地段，则应该提升防雷保护措施的等级。

二、防雷保护措施探讨

2.1防雷保护的理论支持

一个地域是否需要强化防雷，应先衡量抗雷击优劣的两方面指标，分别为输电线路耐雷水平和线路区域雷击跳闸概率。电力行业统一的雷击跳闸率指的是在假设每年有40个雷电天气的情况下，输电线路每100公里每年所遭受的雷击受害次数。而线路耐雷水平指的是雷电作用于线路引起绝缘子闪络的时候雷电流临界值。总结得知防雷措施的关键两方面即是提升输电线路耐雷水平，并降低雷击跳闸率。

2.2有效措施阐述

2.2.1安装线路避雷器

随着电力事业的不断发展，现今较多输电线路已经实现了全线避雷线架设，即是在这种情况下仍不能完全避免雷击，因此还可加装线路避雷器，高压线路遭雷击，这时部分电流能从避雷器上再分流入邻近杆塔或导线，这一过程中导线之间发生电磁感应，避雷线、导线上进而产生了耦合分量。由于经过导线、避雷器分流的电流大幅度多于避雷线分流电流，此耦合作用需将导线电位拉高，杆塔或杆顶同导线之间电位差应在线路绝缘串放电电压的50%以下，则不会发生闪络。

2.2.2导线同避雷线保护角上的改变

输电线路架设好，安设避雷线时，从理论上来讲应尽量将导线、避雷线的保护角减小，这也是高压线路防雷的基本保护措施，这种方式最直接的作用是预防大自然雷电直击线路，同时还具有其他作用，如电流分流，杆塔入地的电流减少，使塔顶电位降低;屏蔽导线，导线对雷电电压感应自然减少;导线耦合使输电线路绝缘子电压量有所减少。实践证明了避雷线在高压线路抗雷击里的重要作用，因此当前国家明确规定电压超出220kV的输电线路都应全线安设避雷线以降低雷击跳闸发生率。

2.2.3投入资金安装自动-重合闸设备

高压线路进行电力输送过程中遭受自然雷击是不可避免的，为保证正常供电，应降低电流过大导致跳闸事件的发生率，一些情况下也可人为控制。高压输电线路导线绝缘子有自我恢复的功能，较多线路遭受雷击闪络事故后，短时间跳闸可自动修复消除，因此也可通过投入安装自动重合闸装置来有效控制雷击事故的危害性。

2.2.4使线路杆塔电阻降低

杆塔使高压输电线路遭受雷击你的常见位置，与杆顶或塔顶电位密切相关的因素有大地土壤电阻率和其接地电阻，当其接地电阻过大时，雷击后杆顶或塔顶电位快速升高，线路进而出现电流反击。当接地电阻满足要求雷击电流会接入土壤内，不会对导线绝缘子造成破坏，以保障输电线路的安全性。因此可以说大地土壤电阻率或杆塔电阻降低使线路耐雷水平得到提升的关键所在，也是预防反击雷的有效措施。土壤电阻率因素上可以采取避开岩石、高山等地区;地势不可避免时调节相关设计参数降低电阻;埋设深度增加、接地极延长;垂直接地极增加;每年监测电阻，以便及时分析调整等措施来将接地组讲到尽可能低的状态。

2.2.5不断提升输电线路绝缘水平

预防或降低雷击提升输电线路绝缘水平是根本措施，需要着力加强的重要部位包括大跨越、高杆塔、雷击遭受频率高的杆塔地域等，可以增加绝缘子片数，亦可更换成为合成绝缘子，这些方法都可提升导线绝缘水平。

2.2.6不同高压输电线路采用具有针对性的绝缘方式

高压输电线路分级、形式各不相同，不如单双回高压输电线路的区别，双回线路应在不同路段采取不平衡的绝缘方式，该类导线垂直排列，高杆塔，和同级别水平排列导线耐雷水平相比差得多，因此搭设施工过程中就应采取有效预防措施，不平衡绝缘方式的理论依据是双回路导线绝缘子片数存在差异性，当线路遭受雷击后片数较少的路段先闪络，这时此段导线可作为地线使另一回路线耦合作用增加，这一回路导线耐雷水平随之提升，进而降低了雷击跳闸率。

2.2.7架设耦合地线

在导线附近架设地线可强化导线同避雷线之间的耦合;另外也能增加雷击后杆塔对邻近杆塔的分流量，使跳闸率明显降低。

三、结论

在高压输电线路中进行绝缘配合、防雷保护的设计，既保障了我国电力系统中高压输电线路的安全，又降低了高压输电线路出现雷击故障的几率，可为我国电力行业的发展提供很好的安全基础。

参考文献：

[1]梁荣振.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息，2011，（09）：41-42.

[2]李婷，刘青山.吉林供电公司自主研发高压输电线路工具投用[J].东北电力报，2010，（06）：14-16.

[3]伏进.特高压直流输电线路耐雷性能分析方法研究[J].重庆大学，2010，（33）：38-39.

[4]林圣.基于暂态量的高压输电线路故障分类与定位方法研究[J].西南交通大学，2011，（12）：26-29.

作者简介

洪峰（1989.5.27），性别：男;籍贯：泉州 惠安;民族：汉;学历：硕士研究生;职称：工程师;研究方向：电力线路