论高压输电线路设计中的防雷对策

摘 要：高压输电线是配电网中非常重要的一部分内容，它把电能从山区输送到城市中，成为工业和农业发展的主要命脉。然而，随着我国经济的飞快发展，各地区电网建设也迅速增长，对供电可靠性提出了更加高的要求。由于输送电能增多，致使输电线路建设的内、外部空间逐渐减小。因此如何满足电网建设需求是电力技术部门设计的关键内容。本文从高压输电线路设计中防雷设计的重要性及其设计思路出发，重点对高压输电线遭雷击的原因进行详细阐述，并提出一些常用防雷措施。

关键词：高压输电线 防雷设计 原因 对策

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0100-01

近几年，结合有关部门的故障统计，因雷击而导致各类安全事故的发生越来越多，这样便对线路的稳定、正常运行带来巨大的威胁，其中有些是跨境高压输电线路，所以巡视过程中会耗费大量人力物力，因此加强高压输电线路防雷设计是十分重要的。

1 高压输电线路设计中防雷设计的重要性及其设计思路

1.1 重要性分析

在电力建设过程中，因架空输电线路通常在荒野地区且线路距离较长，容易遭受雷击。其中，在电力系统的跳闸、停电事故中雷击所占比例最大。尤其是随着我国科学技术的发展，出现了二次保护装置，使得电力系统出现的安全事故逐渐减少，而因雷击导致线路跳闸事故显得更加突出了，其既影响电力系统中设备的运行，又会给人们日常生活带来了极大的不便。据有关部门统计，因雷击导致线路发生跳闸事故占总电网事故的60%。

1.2 防雷设计的思路

高压输电线路防雷击任务主要是利用科学、合理的措施，把雷击事故降低到可接受程度。所以我们通常会设四道防线，第一道是保护导线。第二道是雷击塔顶、避雷线，减少绝缘闪络现象的出现。第三道是若绝缘出现闪络，采取有效措施降低冲击闪络变为稳定电里电弧的概率，这样才能减少因雷击造成线路跳闸的现象。第四道是尽管出现跳闸，也不会立即中断电力供应，可利用环网进行供电。

2 高压输电线遭到雷击的原因分析

输电线遭雷击的主要原因为雷云放电导致过电压通过线路杆塔建立一个放电通道致线路被击穿。雷击是在大地的感应电荷通道建立一个放电荷通道，再与雷云中的电荷相互中和而成。因此雷击与接地装置有紧密的联系。我们可通过分析雷击形式，找出线路闪络故障的原因，再选用合理的防雷对策，就能获得良好的防雷效果。结合实际情况来分析，山区的线路主要因地形的影响及高度的增加，使得绕击率偏高，因此要尽量选择较好的防雷走廊；然而，在我国东部平原或丘陵地区是以反击为主的，降低接地电阻值是有效的防雷措施。在实际生活中，影响雷害因素偏多，想要准确确定雷害故障性质，要熟悉掌握线路运行情况并根据地理条件加以综合分析。

3 对常用防雷措施的分析

3.1 架设避雷线

当前，防雷最有效的措施之一为架设避雷线，其主要作用是防止雷直接击在导线上。此外还具有以下几点作用：分流作用。能够减小流过杆塔的电流，达到降低塔顶点位的目的；利用线路耦合作用，减小线路绝缘子电压等作用。尽管架设避雷线可作为屏蔽线路，减小雷电绕击导线发生概率，但并不能完全阻止绕击发生。

3.2 降低杆塔电阻

降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸概率发生的有效对策。特别是在土壤电阻率较低的区域，要利用铁塔、钢筋混凝土等的接地电阻；然而，在土壤电阻率较高区域，利用普通方法难以降低接地电阻，则可利用连续伸长接地体。但是降低杆塔电阻并不能防止绕击的发生。

3.3 安装避雷器

在安装避雷器之后，在输电线路遭受雷击时，由于雷电流发生分流，导致电流发生变化：有些雷电流由避雷线流入到相邻的杆塔中，而有些通过塔体流入大地，若雷电流超过某个值后，便会使避雷器发生动作而加入分流中。由于在避雷器中分流大小要远大于避雷线雷电流，此种分流耦合作用会导致线路电位升高，造成导线预塔顶点位差比绝缘籽串的闪络电压要小，但绝缘籽不会出现闪络现象，所以线路避雷器有较好的钳电作用。通过大量实践证明，安装线路避雷器效果较好，但投入资金较多，通常用在易遭雷击的区段。

4 利用保护间隙的防雷保护方法分析

4.1 原理分析

把保护间隙安装在绝缘子串的两端，当线路遭到雷击时，系统便会自动重新配闸进行使用，也就是说把雷电流和大地相连接，实现对用户的持续供电，这样一来，可以防止绝缘子闪络烧毁现象的出现，确保电路的正常运行。

4.2 设计的基本要求

设计要求主要包含以下几点：①当有雷击毁线路时，其保护间隙能够快于绝缘子串进行放电，从而引导雷电流流入大地，不会烧毁线路；②在将保护间隙和线路绝缘相配合使用时，确保线路最大操作过电压的情况下也不会被击穿，不能降低线路的绝缘能力；③为有效避免保护间隙产生过多的动作，在满足被保护装置的绝缘配合情况下，要增大间隙距离，通常情况下，要求保护间隙不能小于规定的数值大小。

4.3 实施方法

当输电线路遭到雷击时，首先产生动作的为避雷器，可以保护间隙过多动作而损坏。在安装时，要每个一段距离安装一组，此装置价格相对较便宜。为减少保护间隙误动作的产生，可在接地线中串联一个辅助保护间隙，这样因鸟类啄食导致主保护间隙发生短路，减少放电现象出现，且又有辅助灭弧作用。当电压在60 kV及以上时，因主保护间隙距离较大，可不加入辅助保护间隙。

5 高压输电线防雷设计要注意的诸多问题

在防雷设计过程中，要特别注意预应力电杆钢筋不能充当接地线使用；相关的设计人员要随时了解线路施工过程中出现的问题，并且及时变更设计；对线路杆塔的布置、铁件加工尺寸大小、电线杆孔位置等进行审核，且在设计过程中减少设计差错对线路正常运行的影响。此外，还要根据已有高压输电线路运行的经验以及运行方式等，选用更为合理、科学的防雷设计。只有这样，方能从根本上提高输电线路耐雷能力。

6 结语

总体来说，输电线路在遭到雷击后，便会出现跳闸现象，既会影响电力系统的供电，增加线路、设备等的维护工作量，而且在输电线路上的落雷，沿线路继续侵入，甚至会影响变电所正常运行。而在整个电力系统中，线路绝缘能力是比较强的，其次为变电所，而发电机绝缘能力是最弱的。若变电所的设备未能妥善管理，会直接破坏设备的绝缘线，导致不能正常供电。可见防雷设计成为降低雷害事故发生的关键，因此在今后的研究与探索过程中，设计出既经济又合理的防雷措施，具有重要的现实意义。

参考文献

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