电力输电线路的防雷击技术分析

王瀚

摘要：架空输电线路架设在空旷的户外，线路长度漫长，很多处于易于遭受雷击的山坡等恶劣地理位置，同时也有很多处于雷暴多发区域，因此，架空输电线路经常遭受雷击事件，很容易发生雷击跳闸故障，影响供电可靠性。本文对输电线路事故原因进行了分析，并提出了防雷措施。

关键词：输电线路;雷击;防雷

1输电线路雷击跳闸的危害

在日常运行过程中，架空输电线路的安全稳定运行会受到雷击的影响，雷击也会造成绝缘子和其它电力设备的损坏，电力设备的损坏和雷击造成的跳闸故障都将给供电企业带来损失。早期的输变电工程建设过程中，预防雷击主要只考虑到绝缘子的性能要求，但是在当今时代，强调的是供电可靠性和坚强智能电网，对于输变电设备的整体的防雷保护的要求，将会更加严格，差异化的防雷措施正在越来越多的运用在输变电设备上，能够有效的预防雷击对于架空输电线路的危害。

2输电线路事故原因分析

（一）输电线路绝缘配置不到位

绝缘装置是为了避免输电线路中产生电流回流。如果绝缘装置配备不到位，甚至失去效用，容易发生跳闸现象。绝缘装置一般使用周期较长，老化现象较严重，一旦遭受雷击，会造成非常严重的电力事故，且修复周期较长，造成的损失较大。

（二）雷直击杆塔故障

由于架空输电线路的日常运行维护的需要，在长长的线路走廊中，经常会跨越低压线路、通讯线路、公路、江河、树木等，需要将杆塔建设的尽量高一些，这样有利于日常的运行稳定性和安全性。杆塔的高度比较高，又独立的耸立在荒野上，很容易遭受到雷击现象。当雷电击中杆塔，并且瞬间击穿绝缘子时，就会造成单相接地的线路跳闸故障。

（三）雷电绕击

雷电绕击是指雷电绕开避雷设施直接击中在导线上的情况。雷电绕击一般发生在空旷地带或是线路结构复杂部位。雷击之后，电流向两侧传导经过瓷瓶串，引发瓷瓶串闪烁。雷电绕击会给输电线路造成极大的损害，为降低甚至避免雷电绕击对线路的影响，在进行500kV输电线路设计时，应该综合考虑绕击率及实际的情况，根据相关参数进行防雷设置。

（四）球形雷

球形雷出现的次数比较少还不规则，关于球形雷的相关资料也不够齐全，研究人员对其出现的原理观点还不一致;除此之外，球形雷还可以通过烟囱、门或窗等进入室内，会导致人们的生活安全受到重要威胁。

3输电线路的防雷措施

（一）整体防雷系统

由于输电线路属于一个整体，一个地方出现问题，都会对其它地方造成影响，这就需要做好相应的防雷措施，从全局出发，对防雷措施进行规划，确保防雷措施可以全面覆盖到整个输电线路。就整体情况来说，在输电线路外部可以采取安装避雷针和接闪器等措施，防止输电线路和其它的线缆配电箱等设施被雷电直接击中，从而引发火灾或者其它安全事故。除此之外，在建筑物内部需要做好浪涌吸收保护器、共享接地系统和电磁屏蔽等子输电系统，借助这些子系统，可以将建筑物中的浪涌电流和浪涌电压放于大地，还可以控制钳位控制在相应的范围之内，从而保护电气设备。需要从全局上做好防雷规划，做好内外覆盖，从而使得防雷措施更加可靠、科学。

（二）使用避雷设备

避雷线、避雷针的架设是一种常见而有效的避雷手段。其最主要的作用是避免了落雷对输电线路的直接冲击。避雷线能通过引导的手段直接将落雷引入地下，避免落雷对建筑和输电线路造成伤害。同时，在其引导雷电的同时可以将雷电分流弱化，减少其对输电线路的冲击，能够有效地降低杆顶部的电位。根据相关规定在进行500kV及以上輸电线路规划和建设时，必须架设避雷线。架空地线，即避雷线可以避免雷电直接击中输电线路，对雷击电流进行分流，减小雷击威胁，耦合导线，降低雷击时绝缘子两端的电压，屏蔽感应雷，减少感应雷对输电线路的影响。除此之外，架空地线还可以作为通信线路进行使用，可实现一线多用，节约资源。

（三）降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻对于防范雷击有着重要的意义，在线路杆塔的绝缘电阻高的情况下，雷击杆塔时，杆塔顶部电位更大，绝缘子将会承受更大的电压，更容易被击穿，但是在线路杆塔的绝缘电阻小的情况下，雷击杆塔时，杆塔顶部电位更小，绝缘子将会承受更小的电压，不容易被击穿。降低绝缘电阻有多种方法，比如延长接地体长度，增加接地体的埋入深度，使用新型石墨烯接地体，使用降阻剂等，都可以有效降低接地电阻。

由于架空输电线路所处地理位置复杂，很多地区的土质为绝缘电阻较高的地质条件，采用降低杆塔绝缘电阻的方法，对于防范雷击危害是一种可行的方案。对于较高电压等级的架空输电线路、处于雷暴多发区的线路杆塔、重要输电通道的线路杆塔，采用降低杆塔绝缘电阻的方法，来预防雷击故障，可以作为一种较好的方法。

（四）加强维护，提高输电线路的绝缘水平

输电线路架设完成后，需对输电线路加强维护，特别是对绝缘子的维护，包括定期检测和更换老化、失去绝缘能力的绝缘子。绝缘子一直处于交变电场中，随着时间的推移会慢慢失去绝缘性，进而使绝缘子的分布电压降低甚至变为零。绝缘子的绝缘性降低，输电线路的绝缘性也会随之降低，容易出现闪络事故。为提高输电线路的耐雷能力，需专门人员定期检查和更换绝缘子。

（五）架设耦合地线

在接地电阻较高的线路上，主要应用架设耦合地线，从而使得线路的反击耐雷水平提高的同时，还可以使得反击跳闸概率降低。根据相应的调查结果显示，在雷击性能改善结果相同的情况下，使用耦合地线的费用是增加绝缘的4.5倍左右;因此，相比其它方法，使用耦合地线的费用比较高，这种方法的性价比比较低，可以使用其它方法的情况下，尽量使用其它方法。

4结论

对输电线路进行防雷工作是一项持续时间比较长的任务[5]，仅仅采取上述措施不一定能全部解决雷击问题，需要不断创新防雷技术，应用新的防雷方法，从而切实提高输电线路的安全。

参考文献：

[1]陈家宏，赵淳，谷山强，向念文，王宇，雷梦飞.我国电网雷电监测与防护技术现状及发展趋势[J].高电压技术，2016，42（11）：3361-3375.

[2]邢鲁华，郭奇军，张鹏，蒋哲，李文博，张丹丹.高压直流输电线路雷击故障仿真与故障选极方案[J].电瓷避雷器，2019（02）：96-102.

[3]王锐，彭向阳，梁永纯.一起因雷击造成的220kV架空地线断线故障分析[J].广东电力，2019，32（04）：106-111.