输电线路雷害原因分析及防雷措施

林杰欢

广东电网公司惠州供电局，广东惠州 516000

输电线路雷害原因分析及防雷措施

林杰欢

广东电网公司惠州供电局，广东惠州 516000

输电线路近年来由于受自然环境不断变化的影响，尤其是受雷暴天气的影响较为严重。据有关数据调查显示目前因雷击所引发的输电线路故障已经占输电线路故障发生总数的一半以上，并呈逐年递增趋势。为保障电路运行的安全，必须对输电线路雷害原因进行分析，并采取有效地防雷措施加以预防。本文主要从输电线路雷害原因及预防措施两个方面加以论述。

输电线路；雷击；线路运行

1 雷电与雷击的简单认识

雷电在种类上一般可分为直击雷、感应雷和球形雷三种，雷电对输电线路所造成的破坏主要是由雷电流产生的雷击所引发的。然而雷击主要是由两种带不同电荷的云相互撞击所产生的，或是带电荷的云层对大地产生的放电作用而产生的。架空输电线路在附近出现对地雷击时极易产生感应过电压，当带电雷云停留在输电线路上并进行对地放电时，输电线路上受静电感应影响所产生并积蓄的大量异性束缚电荷会在雷云放电的作用下挣脱束缚，以自由电荷的形式被释放到输电线路两端。自由电荷的释放无论是对高压输电线路还是低压输电线路都会产生上万伏的过电压，给供电系统造成极大破坏。

2 输电线路遭受雷击跳闸原因

掌握输电线路遭受雷击的原因是进行有针对性的防雷措施的前提，输电线路遭受雷击的具体原因主要来自四个方面，即线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。在雷击作用下导致输电线路跳闸的具体原因主要有绕击和反击两种。

通过模拟实验与输电线路的具体运行实验可以发现，导致雷电绕击发生的主要原因主要与输电线路所处的具体地理位置，地形、地忙等自然环境，输电线路杆塔高度以及避雷线对边导线的保护角有关。通过比平地输电线路了点绕击发生机率相比较，山区地区雷电绕发生机率是平原的三倍。山区地形发杂，输电线路架设不可避免存在跨度大，大高差等问题，同时受山区地形影响山区多云雨天气气候，种种原因决定了山区雷电绕击发生机率要较平原地区高得多。

输电线路反击成因分析。雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过输电线路绝缘闪络电压值，即Uj＞U50%时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。

3 输电线路防雷措施

在对雷击导致的输电线路跳闸故障发生的原因有了一定认识的基础上，便可以针对输电线路所处不同方位的杆塔采取必要的防雷措施，现阶段针对输电线路采取的具体防雷措施主要有以下几种：

第一，充分保障输电线路的绝缘强度。输电线路绝缘强度的高低直接决定着输电线路抗雷水平的高低，二者呈正相关性。要想充分保障输电线路的绝缘轻度就必须对零值绝缘子加强检测工作，输电线路的绝缘子一旦发现破损要及时更换；

第二，在输电线路设计阶段尽量控制杆塔避雷线保护角的角度。这种做法的主要原理在于避雷线对导线所产生的屏蔽强弱程度与输电线路绕击闪络率成反比，所以通过对线路架设地形、路径、塔形等相关内容进行综合分析，对输电线路避雷线角度的合理设计，是有效避免输电线雷害的重要手段；

第三，在输电线路经过的适当位置安装避雷器。输电线路避雷器对有效预防雷害有着非常明显的效果，但受避雷器造价昂贵的影响，全线安装避雷器根本无法实现，为此就要选择雷击发生几率比较高的地段进行避雷器安装，实践调查表明雷击发生频率较高的地段主要集中在雷击区，即山区风口地带；四面环山的低洼盆地地带；土壤电阻率较低地带，这些地带统称为雷暴走廊。在选择安装避雷器地点时，除了要对输电线路所处地理位置，区域环境进行综合分析外，还要充分结合当地历年输电线路遭受雷害的具体情况，只有这样才能为避雷器选择最合理的安放位置，充分发挥避雷器的防雷功效；

第四，降低杆塔的接地电阻，减少雷击的发生几率。输电线路雷击发生几率与其接地电阻成反比，当出现如下几点状况时，输电线路的接地电阻会有所增加：一是，受自然因素影响，当接地体被雨水冲刷，裸露在外无法与土地进行接触时；二是，化学降阻剂的使用，随着时间的推移，化学降阻剂在外部环境的作用降阻能力会逐步消退，由此便会导致接地电阻被增大；三是，接地体受外力作用而造成破坏，导致接地电阻被增加；四是，由于施工当中采用了化学性质不够稳定的降阻剂，接地体容易被腐蚀，尤其是在PH值小于7的土壤当中接线体发生吸氧腐蚀与电化学腐蚀的几率更高，腐蚀情况较为严重的容易导致腐蚀断裂，出现杆塔“失地”现象。

输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，在运行中应加强接地电阻检测、对不合格电网进行开挖检查、及时修复破损地网、采用接地模块或连续伸长接地线来保证有良好的接地电阻。尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高输电线路耐雷水平的基础，是最经济、有效的手段。

4 结论

就输电线路目前的运行状况来看，雷击问题一直是影响输电线路平稳运行的关键。雷击故障主要来自于天气的变化，因此雷击故障发生的随机性比较强，要想在输电线路运行过程中，有效防止雷害问题的出现，就必须对引起雷害的原因进行仔细分析，抓住防雷、抗雷的关键点。基于前文的论述，为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑输电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有输电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高输电线路的耐雷水平。在运行采用安装线路避雷器，降低接地电阻等手段加强防雷。雷电活动是一个复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

[1]叶海宏.分析输电线路的防雷设施及其重要性[J].价值工程，2010.

[2]孙要红.浅谈输电线路的防雷保护措施[J].科技资讯，2010.

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1674-6708（2011）57-0061-01