论架空输电线路的防雷技术要点

黄志忠

摘 要：本文笔者结合多年工作经验，主要分析了架空输电线路雷击的形式及雷击对架空输电线路安全运行的危害，并提出了相应的防雷措施和建议。以供同行参考。

关键词：输电线路；雷击；危害；防雷措施

前言

架空输电线路路径多建于空旷地带或山上，在雷电活动极为频繁的地区，一直受到雷击故障的困擾。尤其是雷雨季节，雷击跳闸率长期居高不下，严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我国电网故障分类统计数据表明，多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的40%～70%。因此，如何切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施，已经成为确保线路安全、可靠运行的重要工作之一。

1、雷击的形式及危害

输电线路雷害的形式有感应雷和直击雷。实际运行经验表明：110kV及以上电压等级的输电线路雷害的原因分析主要是根据经验和故障现象，因而比较难作出准确判断，这对于有针对性地采取防雷对策十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响，其绕击率约为平原线路的3倍，或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压，它的峰值很高，破坏性很强，在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿；重者击断导线造成停电事故。

2、防雷措施

2.1运行管理

2.1.1加强对防雷设备（设施）的定期巡视

在对防雷设备的检查巡视中：要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况；接地线引下线是否有断股、断线的情况。对运行时间长、实测接地电阻达不到要求的，可以对地网进行开挖检查，看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失，以确保各部分都接触良好方可。有时在测量地网电阻会发现读数为无穷大的现象，这多数是由于接地引下线与接地装置虚接所致。

2.1.2定期对防雷设备（设施）进行测试

结合线路工作，每年至少记录一次线路避雷器记录的动作情况。

线路避雷器运行2～3年应停电检查一次，主要检查项目有：端部附件的锈蚀情况；绝缘子连接部分是否有脱胶、裂缝、滑移等现象；绝缘子表面有无裂纹或粉化现象；伞裙、护套材料有无变硬发脆现象，有无漏电缝痕与电蚀情况；测量线路避雷器本体及支撑件绝缘电阻，与历年结果比较不应有明显变化；对线路避雷器的间隙进行检查。线路避雷器运行5年应停电进行直流lmA参考电压及75%参考电压下泄漏电流试验，检查避雷器本体是否有劣化现象。

2.2防雷设备（设施）、技术

2.2.1地线、引下线及接地装置的防腐

110kV及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线，装设接地装置，通过引下线把雷电流释放到大地，这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀，这是自然因素，但可以人为地对其进行有效的预防和改善。新建的线路防雷装置应选择热镀锌的钢绞线和圆钢来装设；锈蚀程度较轻的线路防雷装置应对其进行防腐处理，锈蚀程度较严重的应更换新的线路防雷装置。

笔者结合实际情况，对接地体引上处的防腐提出以下建议：接地体从土壤引上时，在地面表层与接地体接触处最易锈蚀，这是因为地面表层处的接地体易受潮且暴露在外，与空气中的氧气接触，接地体铁部件在富氧和潮湿的条件下，极易锈蚀，特别是处于酸性土壤及低土壤电阻率粘土中的接地体以及长期由于受到化肥农药侵蚀的稻田里的接地体。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触，但其受潮情况明显优于地面表层处，所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分，土里的潮湿情况虽然严重，但该部位处于缺氧状态，所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂桨，给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽，接地体保护帽应凸出地面表层适当高度，且要深入到土里适当的深度，不需要做得太大，以能起到保护作用为度，使该部位接地体既与潮湿的土壤隔绝，又与空气中的氧气隔绝。这样便有效地解决了该部位接地体的锈蚀问题，实质上也就是基本解决了接地体引上处的锈蚀问题。该方法简单、易行、经济，通过实施，效果不错。

2.2.2降低接地电阻

在电力系统中，以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平，比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有2种方法：一是增补地网；二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量，一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。因此有时实测的接地电阻值比设计值要大，甚至大很多，达不到防雷要求的标准。所以应定期测量线路的土壤电阻率和接地电阻值，对新建的线路也是如此。根据规程（DL/T5092～1999）规定，有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻不宜超过表1的数值。

表1有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻

土壤电阻率

/ ·m

≤100

100<

500<

1000<

>2000

≤500 ≤1000 ≤2000

接地电阻的R/

10 15 15 15 30

2.2.3减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻

接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻，还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。当雷击时，尽管地网的接地电阻满足要求，若接地通道的接触电阻很大，阻碍了雷电流的释放，也极易造成绝缘子雷击闪络。

若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀，可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓，清除铁锈，涂上导电脂，重新牢固安装；若架空避雷线与塔身之间连接金具锈蚀，可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线，一端用并沟线夹固定在避雷线上，另一端加接线端子与塔身牢固连接。

2.2.4有针对性选用线路绝缘子

合成绝缘子能够被广泛应用于输电线路的主要原因是其具有良好的憎水性、耐污性好，以及重量轻、体积小，安装维护方便等特点。但是，由于其伞裙直径和伞裙间距较小，以及在长期潮湿天气下憎水性能的丧失等结构上的原因，合成绝缘子的不明闪络率明显高于其它类型绝缘子。表2为挂网运行的110kV及以上合成绝缘子的事故类型分类统计，从表中可以看出雷击故障仍占了最大比例。

表2合成绝缘子事故统计

故事

类型 雷击 不明闪络 鸟类 污闪 内绝缘

击穿 机械

事故 脆断

晴天 阴天 污秽气象

比例% 47.2 12.9 6.1 4.9 16.6 5.5 2.5 2.5 1.8

从华南地区的输电线路运行情况反映，合成绝缘子的雷击率明显高于其它类型绝缘子，其主要原因就是由于合成绝缘子的伞裙间距过小，易发生伞裙间飞弧短接现象，这种经过空气通道的击穿大都对绝缘子本身不造成严重破坏，其重合闸成功率很高，而且不易找到明显的故障点。因此根据长期的运行经验和实际情况，在多雷区域应使用特别增加了净距的合成绝缘子或钢化玻璃绝缘子为宜。

2.2.5装设线路型避雷器

对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，采用一般防雷保护措施难以奏效时，可以考虑利用线路避雷器来降低雷击跳闸率。

国内外运行结果证明，安装线路避雷器在防止线路无论是雷绕击导线以及雷击塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。华南地区已经普及安装线路避雷器，其防雷保护效果是比较好的。但是由于避雷器的防雷保护范围仅有一个档距左右（最大范围约为50m），且价格昂贵，不可能每基杆塔都安装，应对安装地点、安装相方位、安装效果等进行综合评估以及必要的分析计算，以期用最少的投入获取最大的收获。确定线路避雷器安装杆塔应遵从以下原则多年运行表明为线路易击段、易击杆，但降低接地电阻困难且不适宜架设藕合地线，或上述措施实施后仍遭雷击的杆塔。

2.2.6从设计上提高线路的防雷水平

建议今后在多雷地区线路的绝缘裕度、耐雷水平的设计应高于一般地区线路，如绝缘配置、保护角等。

2.2.7抓好线路的施工工艺

线路避雷器的安装应符合设计要求，并严格按照避雷器生产厂家的产品安装使用说明书的要求进行。硅橡胶复合避雷器安装时，应注意保护硅橡胶伞裙，严禁用锐器划伤伞裙；水平放置时，应避免伞裙的受力；带串联间隙的避雷器，應校验间隙尺寸，并将偏差控制在±10mm以内。

3、结束语

综上所述，为了防止雷害事故的发生，采取有针对性的综合防雷技术措施，做好架空输电线路防雷保护，以达到减少输电线路雷击跳闸故障，为广大人民提高供电靠性。