探究220kV线路防雷技术

万教智

【摘要】随着我国经济的不断发展与进步，人们的生活质量也得到了较大的进步与提升，各项生产活动对电能的需求量也在不断增加。供电企业为解决用电紧张的问题，新架设了许多高压书电路，但是电力系统特别是超高压类型的输电线路极易受到雷电过电压的影响，这对供电的可靠性、安全性以及稳定性带来了极大的威胁，要解决这一问题必须要强化对线路防雷技术的研究，保障供电线路的安全。

【关键词】220kV线路；雷击跳闸；防雷技术

【中图分类号】TM863 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0075—02

220kV线路在雨季极易遭到雷击而引发故障跳闸现象，严重影响了输电线路的安全性与可靠性。220kV输电线路经过地区的气候、地貌、地形和线路的绝缘以及防雷设计的差别也会使雷击所引发的线路故障率存在着较大的差距，而雷电活动和地球的大气环境的变化有密切的关系，并且有着极强的随机性以及分散性，只有经过长时间的观测以及分析，才能够对某个范围或者某个地区雷电活动的相关规律有一个全面的掌握。

一、雷电过电压的主要分类

按照过雷电过电压的相关理论，输电线路中存在的雷电过电压现象主要有两种，一种是雷击现象出现在架空线路的附近，通过静电感应或者电磁感应来使输电线路产生雷电过电压的现象，这种一般被称作感应雷过电压；还有一种是雷电直接击在输电线路上，这种称作直击雷过电压现象。感应雷过电压现象发生的原因主要是，雷电放电先导通道中含有大量的电荷，极易对周围的输电导线发生静电感应现象，这样就会使导线上积累大量的束缚电荷，并且把极性相反的电荷排斥到比较远的一端。在雷击过大地之后，先导通道里的电荷就会被瞬间中和，致使导线上带有的束缚电荷也变为自由电荷并形成电流波。而直击雷过电压又可以分为反击雷、绕击雷以及雷击在避雷线的中央三种。

二、220kV线路遭受雷击引发跳闸问题的主要原因

220kV线路遭受雷击带来跳闸现象的原因有多重也极其复杂。人们只有对实地情况进行充分的调研与分析并拿出能够令人信服的相关数据资料，才能够把握住雷击的特点并找出其内在的规律，进而有针对性地提出应对建议以及措施。一般来说，调研的内容主要由闪络塔杆的塔杆型式、绝缘子的型式、塔杆绝缘的等级、每次塔杆接地的电阻测试值以及与中心城市的距离等组成。在调研的过程中只有做好对这些信息的分析工作与和过去运行经验的比较工作，才能够找出220kV线路遭受雷击的一些趋势性以及规律性的影响因素。

（一）空气污染

随着我国工业的不断发展以及现代化交通工具的使用，致使城市的空气污染程度在不断加剧，空气被污染之后大气所含的离子浓度也急剧增加。而城郊或者农村地区的空气污染程度较轻，大气中所含的离子浓度也相对较低，这样在城乡的结合处就会出现冷热气流交汇现象，在下雨天气就该地区发生雷电事故的概率就会大大增加。

（二）气候因素

近几年，随着世界经济水平的不断提高，温室效应也在逐渐加剧，虽然雷电活动的数量并没有发生比较明显的变化，但是雷电活动的强度却大大增强，据相关人士分析，雷电活动强度的增大和全球气候的变化有很大的关系。但是目前气象台对雷电的统计还主要是以观测站的人耳听声为主，因此，不能够更加科学与准确地来判定雷电活动的强弱。如果我国的雷电定位系统可以有效发挥其作用，那么就可以为人们提供准确的雷电流强弱以及特定时间特定地区雷电流的密度及概率等雷电活动的相关数据，为人们的工作提供必要的参考依据。

（三）闪络塔杆自身的接地电阻可能存在着偏高的问题

闪络塔杆自身接地电阻的大小对雷击塔杆时所带来的过电压的高低有着极其重要的影响，但是人们对闪络塔杆所具备的接地电阻的大小并没有一个细致的了解与掌握，再加上测试设备自身存在的质量问题以及测试的方法以及时间等的影响，致使人们所测得的接地电阻的数值与实际数值之间存在着较大的差距。另外，人们对闪络塔杆所据别的接地电阻的安全值界定得是否合理、其是否能够适应季节、环境以及雷电强化的变化等也没有一个全面清晰的了解。人们所测得与规定的各项数据一般是在线路竣工时得来，致使不能依据其来准确地分析当下的具体情况。

（四）合成绝缘子

线路的各个瓷绝缘子之间是用金属连接件来连接的，在理论上可以使绝缘子表面的电场更加均匀。一般来说，合成绝缘子整体都是绝缘芯，因此，其表面电场的分布在理论上较瓷绝缘子要差，这样在雷击闪络之后整个绝缘子表面的工频建弧率就会大大提高，进而带来断路器跳闸现象。另外，如果绝缘子的爬距是按照原污秽的等级进行选择的，那么在情况发生变化后就可能因为塔头的间隙不足湖综合裕度不够而引发雷击跳闸现象。

三、220kV线路的防雷技术

目前国内外降低220kV线路的雷击跳闸率的主要技术手段有以下几种：装置感应地线、采用合成的绝缘子、加强绝缘、运用双避雷线、降低塔杆上的接地电阻以及加装可控式放电避雷针和线路避雷器等。

（一）对220RV线路架设耦合地线的相关研究

要提高220kV线路的防雷技术使220kV线路遭受的雷击跳闸率大大减少，可以运用在导线的附近或者下面加挂耦合线的方案进行解决，特别是在塔杆所具备的接地电阻比较大或者塔杆所处的地质条件比较差时，使塔杆所具备的接地电阻降低是非常困难的，而通过加挂耦合地线也就是架空地线的方法可以在雷击塔杆时起到耦合作用和分流作用，这样就会使塔杆的绝缘子串上承受的电压大大降低，进而使220kV线路的耐雷水平得到有效提高，大大降低220kV线路输电过程中的雷击跳闸率，不断提高输送电的安全性、可靠性以及稳定性。

（二）线路避雷器的主要运用

不管是理论计算与分析还是实践都能够证明，把线路避雷器运用到降低接地电阻比较困难、雷电活动比较强烈以及土壤电阻率较高的线段，能够使220kV线路的耐雷能力大幅度的提升。近年来，日本的Kansia电力企业以及美国的GE和AEP企业等均在雷电活动比较严重的区域的输电线路上设置了线路避雷器，并且还取得了比较理想的运行效果。另外，在我国的某些经济比较发达但是雷电现象较多的地区比如华东、广东等也在其部分220kV线路安装了线路避雷器，以这些地区为试点来推广线路避雷器的使用。

（三）可控式放电避雷针的使用

某些雷电理论把雷云对各种地面物体的放电方式分为上行雷闪与下行雷闪两种。上行雷闪所带来的放电电流的陡度较低并且幅值较小，一般来说并不会产生绕击现象；另外，上行闪电还具备一个比较显著的特征，即上行先导对各种地面物体有一定的屏蔽作用，这样就可以使放电过程中地面物体所承受的感应过电压大大减轻。而下行雷闪的陡度一般较高并且雷电流的幅度也较大，对220RV线路带来的危害也相对较大。而可控式放电避雷针在使用的过程中可以按照上行雷闪的主要特点，经过某种结构的具体设计使其可以在需要的时候把针尖出的电场强度迅速提高，并瞬间产生大量的放电脉冲，这样就可以有效引发上行雷闪进行放电，进而达到保护220kV线路的目的。

（四）塔杆降阻

通过计算显示出，塔杆自身所具备的接地电阻的大小对雷击跳闸率的高低有直接影响，因此，要降低雷击塔杆所引发的跳闸率必须要使塔杆自身所具备的接地电阻不断降低。目前我国塔杆降阻的主要方式有以下几种：合理地使用降阻剂；引申接地，也就是把塔杆接地有效引申到周围的接地电阻位置；把接地连续延伸，也就是对相邻的塔杆实施地下连接处理；还可以使水平接地体的根数以及长度有效增加等。

结束语

220kV线路防雷技术的研究使一项长期并且比较艰苦的工作，只有具备比较完成的理论知识以及先进的研究手段才能使220kV线路的防雷技术有所突破。另外，还要求研究人员在开展工作的过程中必须要综合考虑各种影响因素，并且要积极深入实际收集大量的样本，同时还要注意对过去的运行经验进行必要的积累与总结，用理论知识来指导实践，并且不断用实践经验来丰富理论知识，通过技术人员以及研发人员的共同努力来研发防雷技术。

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