不同地形条件下架空配电线路的防雷措施分析

国网江西都昌县供电有限责任公司 陈志刚



不同地形条件下架空配电线路的防雷措施分析

国网江西都昌县供电有限责任公司 陈志刚

【摘要】架空配电线路时我国电力系统的重要组成部分，在电能调度中承担着重要的任务，其运行的安全性和稳定性，直接影响电能调度运行效率。架空配电线路的绝缘水平不高，如果没有采取有效的防雷措施，当遇到雷电天气时，将会对其造成不可预估的损坏，并且不同地形条件下，架空配电线路遭受的雷击损害的类型不同，因此其防雷措施也存在一定的差异。文章分析了雷击的危害性及其解决方法，探析了不同地形条件下架空配电线路的防雷措施，旨在为架空配电线路设计与施工人员提供一定的参考。

【关键词】不同地形条件；架空配电线路；防雷措施

1 前言

架空配电线路承担着向负荷分配电能的重任，其运行质量直接关系到整个电力系统的安全性、稳定性以及可靠性。但是，架空配电线路的绝缘水平相对较低，缺乏避雷线保护，雷电对架空配电线路造成的危害非常致命。架空配电线路的雷击危害类型主要包括地电位提高、感应雷以及直击雷等，无论哪种雷击危害，都会影响架空配电线路的安全运行，由此可见架空配电线路防雷工作的重要性，已经成为电力企业以及社会各界广泛关注的焦点。同时，在不同地形条件下，架空配电线路的防雷措施不同，因此文章针对不同地形条件下架空配电线路防雷措施的研究具有非常重要的现实意义。

2 雷击的危害性及其解决方法

2.1 雷击的危害性

2.1.1 地电位提高

当雷电电流穿过导体进入大地之后，如果接地电阻为10Ω，则入地电压高达100kV，由于架空配电线路的装置与雷电电流入地处重复接地，两个位置的电压都为100kV，如果设备保护接地端在室内，室内电压值为0，导致壳体与工作线路之间出现100kV的电压差，会对设备造成损坏。

2.1.2 感应雷

感应雷主要包括两种形式，即电磁感应与静电感应，对于电磁感应雷，雷电流通过导体进入大地时，具有较大的强度以及较高的频率，会在导体的周围形成较大强度的交变电磁场，如果架空配电线路的设备处在该电磁场中，将会出现较高的感应电压，造成设备的损坏；对于静电感应，如果架空配电线路上方出现雷电云，会在到线上积聚大量的相反电荷，一旦雷电云对某个目标放电，则电荷瞬间消失，但是导线上的电荷依然存在，然后以雷电波的形式通过设备进入大地，在此过程中会对设备造成严重的损坏。

2.1.3 直击雷

直击雷指的是雷雨云直接对大地的某个目标放强烈电流，直接击中设备，如果击中架空配电线路的导线或者设备，雷电流通过导线进入设备，将会损坏设备。

2.2 雷击危害的解决方法

无论哪种雷击类型，都会对架空配电线路造成严重的危害，为了降低雷击对架空配电线路造成损害，应该采取以下方法：（1）在架空绝缘导线两端安装氧化锌避雷装置；（2）同塔多回路架设线路两端安装氧化锌避雷装置；（3）终端线路杆塔增加避雷器；（4）提高保护线路的绝缘水平；（5）增加分流；（6）在线路设计时增加防雷保护；（7）柱上开关增加防雷保护；（8）降低杆塔接地电阻。

3 不同地形条件下架空配电线路的防雷措施分析

3.1 山区地形条件下架空配电线路的防雷措施

山区地形比较宽阔，但是架空配电线路在通过山区地形时需要通过一些海拔高的区域，遭受直击雷灾害的几率非常高，地电位高雷击灾害频有发生，做好山区地形条件下架空配电线路的防雷保护工作至关重要。山区地形条件下架空配电线路的防雷措施主要表现在以下几个方面：（1）地电位提高的防雷保护措施，山区地形条件下，土壤具有多变性，导致一些地区存在较高的电阻率，导致地电位提高灾害频有发生，针对该种现象，通常采取以下措施进行防雷处理，一方面，调整配变容量，以此降低地电位提高对架空配电线路造成的影响；另一方面，在土壤中添加降阻剂，以此抑制接地电阻，尽可能的降低地电位提高幅度，防止地电位提高对架空配电线路在成损坏；（2）感应雷防护措施，山区地形条件下架空配电线路的结构比较复杂，虽然感应雷灾害发生概率相对较低，但是一旦发生将会造成严重的危害，由于山区地形条件下架空配电线路的感应雷灾害受倾角影响，其防雷保护措施表现为：接地延伸、加装耦合地线等措施；（3）直击雷防护措施，由于受到山区气候、地形等方面的影响，导致山区存在许多雷电云密集的地区，为了防止架空配电线路遭受直击雷，在进行架空配电线路设计时应该尽可能的避开这些区域，如果无法避开，则应该仔细观察该区域雷电的特征，基于此选择最佳的雷电防护方案，例如，根据导线高度以及地形等，精确计算直击雷的引雷范围，通过调整倾角以及地面线路等，以此降低直击雷对架空配电线路造成的损坏。

3.2 城区地形条件下的防雷措施

城区地形与山区地形存在显著的差异，城区地形的架空配电线路周围存在密集的建筑物，由于架空配电线路附近的高层建筑物具有较高的引雷能力，因此城区地形调价下雷电直接击中架空配电线路的状况相对较少。因此，城区地形条件下主要针对地电位提高以及感应雷的防护，具体表现为：（1）地电位提高防雷保护措施，雷电流入地处和设备自身的电位差导致地电位提高，对设备造成损坏，由于城区地形不利于雷电电流进入地面，因此地电位提高导致的雷电灾害发生频率低于感应雷灾害，城区地形条件下，一些架空配电线路接地保护装置安装在室内，一旦地电位提高，将会在工作线路与设备的外壳之间产生较大的电压差，损坏甚至是损毁设备，因此地电位提高的防护工作至关重要，通常状况采用调整工作线路、控制接地电阻以及对设备外壳进行重复接地等方式进行防护；（2）感应雷防护措施，城区地形条件下，感应雷导致的雷击跳闸是架空配电线路最常见的灾害，主要是因为城区存在较多的高层建筑物，给架空配电线路的设置带来很大的难度，导致架空配电线路结构复杂多变，并且感应雷的引雷范围受到城区自然环境以及架空配电线路的高度影响，导致城区感应雷防护难度相对较高，需要采取多种防雷措施构建完善的防雷系统，避免感应雷对架空配电线路造成损坏，城区地形条件下，常用的架空配电线路防雷方案包括绝缘导线方式与同塔多回路方式，对于绝缘导线方式，由于城区地形限制，架空配电线路不可避免的会接近高层建筑物，甚至穿过人口密集的地区，这就要求架空配电线路必须采用性能良好的绝缘导线，由于绝缘导线在遭受雷电电流冲击时会产生大量的热，需要在绝缘导线两端安装氧化锌避雷器；对于同塔多回路方式，由于城区空间相对有限，为了节约架空配电线路空间，通常采用同塔多回路方式，这样既能够节约空间，又能够降低感应雷对架空配电线路造成的损坏，同时为了提高其抗雷击性能，还应该适当的加装防雷设备。

3.3 特殊地形条件下的防雷措施

除了山区、城区两种地形之外，还存在其他特殊的地形，在这些特殊地形条件下对架空配电线路的防雷方案具有特殊的要求，例如，在靠近大型水域地形中，架空配电线路对导线的绝缘要求相对较高，因此应该采用绝缘性能良好的导线，如果线路长度过长，或者架空配电线路处于野外，则应该在绝缘导线两端加装避雷装置；如果架空配电线路附近存在易燃易爆物或者通过存在易燃易爆物的建筑，则应该提高架空配电线路的防雷等级，必要时加装屏蔽器。这些特殊地形条件下的架空配电线路防雷设置需要考虑地形的特殊需求，不同特殊地形的防雷方案不同，不能一概而论。因此，在架设架空配电线路时，一旦遇到这些特殊地形，应该对这些特殊地形的实际状况进行全面的考察，然后借鉴同类地形架空配电线路的防雷经验，创建合理、完善的防雷系统，以此提高架空配电线路的整体防雷性能。

4 结束语

总而言之，不同地形条件下，架空配电线路遭受雷击损害的类型不同，需要根据架空配电线路所处地形，采取针对性的防雷措施进行处理，以此降低雷电对架空配电线路造成的损坏，保证架空配电线路能够安全、稳定的运行，为人们提供更加稳定、可靠的电能，进而提高电力企业的社会效益与经济效益，满足社会生产、生活以及经济发展的需求。

参考文献

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