高压配电线路防雷技术措施的应用

吴军徽

摘 要：在对雷电成因及其对高压配电线路造成的危害进行分析的基础上，探讨了当前高压配电线路中典型的防雷击技术措施及应用方法，并以此为基础，进一步分析了几种新型的防雷击技术措施和一些在日常管理中常用的维护方法。

关键词：高压配电线路；防雷击；避雷器

电力系统防雷工作的重点是高压输电线路的防雷，当前专业技术人员对高压输电线路的维护和管理效果较佳，能够有效的避免人为因素对高压输电线路故障造成的影响。而自然因素，例如雷击对高压输电线路的影响，则不在人为管控范围之中。因此，当前导致高压输电线路故障的主要因素是雷击，这也是最容易导致线路跳闸的问题所在。因此，有必要探讨高压配电线路的防雷技术及其应用情况，以便为保证高压配电线路的稳定性提供支持。

一、雷电成因及对高压配电线路造成的危害

（一）雷电成因。雷电是因雷云放电引发的，在雷云的形成过程中，带正电荷的云团与带负电的云团悬浮于空气中。随着雷雨体积不断增加，内部正、负电荷也不断增加，当空气潮湿、雷云的电场强度高于空气的放电电场强度时，就会产生放电现象。雷云放电的方式包括云对地放电、云对云放电与云内放电三种形式。其中，能够对高压配电系统产生影响的主要是雷云的对地放电。据光学照片显示，雷云对地放电往往会形成重复雷击现象，对高压配电线路造成极大的破坏。

（二）雷电对高压配电线路的主要危害。在雷云对地放电的过程中，大量的电荷会在主放电通道内中和，不但会产生刺眼的光和巨大的声音，而且会产生大量的热量和能量。根据相关资料统计，我国高压配电线路中的跳闸事故多半是因为雷击而造成的。并且，在高压配电线路上产生的直击雷和感应雷同样会造成跳闸事故，甚至还会沿线路侵入到变电所，导致人员的伤亡和设备的损坏，并引发大面积的电网瘫痪事故，给人们的生产和生活带来巨大的影响。

二、当前高压配电线路的主要防雷技术措施

（一）架设避雷线。在制定高压配电线路的防雷措施时，架设避雷线是一种最为常用的基本方法，架设避雷线的作用主要包括：① 避免雷电直接击中导线；② 能够起到分流雷电流的作用，达到减小流入杆塔中电流的目的，降低塔顶电位，减小雷击事故发生概率；③ 对导线具有耦合功能，达到降低导线感应过电压的目的。因此，我国现行的高压配电线路多采用了架设避雷线的方法。按照相关规定，在330kV 及以上高压配电线路中必须架设双避雷线；220kV高压配电线路必须在全线路段架设避雷线； 110kV高压配电线路原则上也必须架设避雷线。根据国内高压配电线路的实际运行及维护情况，在雷击活动并不频繁的区域，并不需要全线架设避雷线。同时，在高压配电线路架设避雷线时，为了降低线路运行时避雷线中电流导致的附加损耗，并达到利用避雷线作通信线路的目的，通常也会采取避雷线经小间隙与对地绝缘连接的架设方式。但是在雷击发生时，由于小间隙可能会被击穿，因此这种架设方式需要根据实际情况谨慎使用。

（二）适当降低高压配电线路杆塔的接地电阻。高压配电线路的接地电阻与线路的整体雷击水平呈反比关系。按照各杆塔土壤电阻率的实际情况，应该适当的降低杆塔的接地电阻，从而达到适当提高高压配电线路耐雷击水平的目的。这也是当前较为经济、有效的防雷技术措施。在实际的执行过程中，要根据运行的高压配电线路和相关的技术要求，对全线杆塔基础的接地电阻进行定期测量，并结合历史数据进行对比分析。对于杆塔接地电阻超出规定或者上升趋势较快的情况，要采取施加降阻剂、多重接地等技术方式改善接地土壤电阻率，达到降低杆塔接地电阻的目的。

（三）做好高压配电线路绝缘导线雷击断线的防护工作。

（1） 提高配电线路局部绝缘水平。考虑到高压配电线路工程造价等方面的因素，通过强化高压配电线路的局部绝缘能力不但可以满足防雷击的目的，而且还能够降低高压配电线路的工程建设成本。（2）在高压配电线路上安装避雷器。使用避雷器避雷是高压配电线路的一种有效防雷方式，通过在配电线路安装避雷器能够对高压架空绝缘线路起到良好的保护效果。因为长期承受工频电流，而且还要受到雷电过电压、工频续流等影响，无间隙避雷器在长时间使用之后会出现老化现象，容易引发故障，导致高压配电线路的安全运行受到影响。因此，高压配电线路防雷击保护时应该选择氧化锌避雷器，并选择在累积频发区域的线路进行安装，对配电线路进行全面保护。（3）在绝缘子两端并联设置放电间隙。通过使用在绝缘子两端并联设置放电间隙的方式可以有效的预防绝缘导线绝缘层被击穿的情况。（4）高压配电线路设备的防雷。为了保护高压配电线路中的配电变压器等设备，可以在配电变压器的低压侧设置低压避雷器，并确保高压、低压、低压侧中性点和变压器外壳都可靠接地。考虑到配电网络的安全稳定运行，高压配电网络通常设置了对应数量的开关、闸刀等，这些设备的防雷水平直接影响了雷击事故发生的概率。为了减少雷击引发的开关设备事故，在高压配电线路的防雷工作中要做好开关设备的防雷工作。例如，在开关和刀闸两侧都应设置避雷器，对开关设备进行保护。另外，高压配电线路中的电缆分支箱、环网柜等也是常见的重要设备，因此针对这些设备进行防雷保护也尤为重要。在实际的防雷工作中，可以在高压配电线路的各个单元增加避雷器，或者在环网单元的合适位置设置避雷器等，这些方式都能够达到防雷击效果。

三、积极应用新型防雷技术

为了保证高压配电线路雷雨天气的运行安全，必须重视基础性的防雷工作，积极利用新型的防雷技术来提高防雷水平。从目前的防雷情况来看，大多情况下主要采用的还是一些传统的防雷技术，虽能够发挥较好的防雷效果，但是随着科学技术的不断创新发展，还需要不断引进新技术新科技来提高配电线路的整体防雷水平。在信息时代里，高新技术已经得到了广泛的应用，各种新型的防雷技术在高压配电线路中得到了不断的发展，本文试从以下两个方面做以简要介绍：

（一）新的输/配电线路结构。例如，国内外已经开始大力开展新型输电线路杆塔结构的研究工作，将两根避雷线加载组合起来，使用新型平行系统代替传统的平行系统，可以更好的对雷击电流起到分流作用，使得雷击过电压强度不断下降，保证了高压配电线路整体防雷性能的改善，提高了线路的防绕击效果。虽然这种方式增加了杆塔的高度，但是从单回线路的抗雷击能力及其综合投资效果来看，还是值得应用的。

（二）合理设置保护间隙。当前国外在绝缘子串保护间隙的设置和应用方面已经相对成熟，但是在国内还没有得到广泛的普及，主要是在220kV及以下的高压配电线路和防雷击难度较大的线路上有一定的应用，因此还需进一步研发设置合理的保护间隙。

四、日常的检查与管理

除了技术方面的防雷措施外，日常地高压配电线路检查与管理也是很重要的工作。首先，杆塔与接地系统的连接是达到防雷目的的关键环节，是重中之重。由于杆塔长年累月在野外裸露，各种不可抗的自然因素都会导致杆塔的破损，影响接地效果，当然也就影响了防雷击的效果。因此，定期的对杆塔进行检查维修是必须的工作，是保证杆塔接地效果良好的重要措施。其次，还要强化对线路运行的管理，定期开展全面的线路检查工作。例如对线路接地网的检查测量工作、对杆塔接地电阻状态的控制以及对防雷设施的预防性试验工作等等，及时发现排除隐患，使防雷击设备处于最佳工作状态。

参考文献：

[1] 朱沛锋. 高压配电线路防雷技术探讨[J]. 城市建设， 2012（25）.

[2] 马德鹏. 高压配电线路防雷探讨[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2013（3）.