高压输电线路与变电站雷电防护现状与对策研究

李昊舜 唐 乐（国网陕西省电力公司调控中心，陕西 西安 710000）



高压输电线路与变电站雷电防护现状与对策研究

李昊舜 唐 乐
（国网陕西省电力公司调控中心，陕西 西安 710000）

摘 要：高压输电线路与变电站的雷电防护工作在全世界的范围内都是非常重要的一项工作。如果正在运行的高压输电线路瞬时过载就会产生极其危险的总跳闸事故。据相关资料统计，目前我国所有高压输电线路的总跳闸事故中，大约有50%的跳闸事故是由雷击引起的，特别是在地形复杂、土壤电阻率高、雷电多发的地区，雷击造成的总跳闸事故率更高。一旦发生雷击事故，就会严重破坏整个高压电力系统的正常运转。所以，采取怎样的有效防护措施，最大限度地保证我国高压输电线路和变电站的安全运行已经成为我国电力系统工作人员迫切需要研究和解决的问题。

关键词：高压；输电线路；变电站；雷电防护；雷击事故

1　输电线路的防雷措施

1.1合理选择安全的输电线路。在选择高压输电线路的路径时，合理地避开多雷区，是防止雷击事故最有效、最经济、最常规的措施。在铺设高压输电线路之前，我们必须对当地的地形地貌、土壤坏境，气候资料进行充分的调研和研究，然后在铺设线路时才能合理地绕开雷击多发的地区，最大限度地保证输电线路的安全运行。

1.2合理地架设避雷线。在高压线路的架设中，合理地利用避雷线是防止雷击事故最有效的一项基本措施，而且当线路的电压越高，其造价越低效果越好。所以，一般情况下，我们要求在高压线路中最好全程架设避雷线来确保线路的可靠运行。在高压线路中架设避雷线不仅可以在发生雷击时对雷击电流进行有效地飞流，防止雷击事故的发生，而且避雷线对于高压输电线路本身还具有电压屏蔽作用从而有效降低了输电线路的感应电压，从而从根本上降低了雷击事故发生的概率。

1.3确保高压线路中的输电杆有效接地。在高压输电线路中，当高压输电杆被雷击中时，如果杆塔有效地接地，就可以及时的将雷电传导入大地，从而就达到了避雷的效果。根据相关研究表明，输电杆与土壤直接的接地电阻越小，其能起到的防雷效果就越佳，所以，我们就必须想办法采取合理而有效地措施，最大限度地降低输电杆与土壤之间的接地电阻。例如：用电阻率更低的物质进行填充；使用降阻剂；采用接地模块降租；多根放射形接地体；

1.4在输电线路中合理安装避雷器。在发达国家高压输电线路中安装避雷器已经被证明是一种非常有效的避雷措施，并且已经得到了极其广泛的应用。而在我国由于避雷器的安装技术要求比较高，投资成本相对较大，避雷器的应用还处于一个相对比较滞后的阶段。国际上常用的避雷器主要分为无间隙型和串联间隙型两种。当高压输电线路的档距比较小时，当电杆塔被雷击后线路中的避雷器可以产生负反射波作用于受累杆塔，有效降低其绝缘子串上承受的电压进而提高了线路的耐雷强度。

1.5采用新型的输电线路架设结构。随着科学技术的飞速进步和人们对高压输送线路的不断研究，人们对高压线路的架设结构也有了全新的认知。人们开始逐步用新型的七平行线架设结构代替了传统的五平行线架设结构。据研究表明，传统的五平行线架设结构防雷效果有限，抗雷击效果不佳。而新型的七平行线架设结构通过对累计电流的分流作用，极大地削弱了雷击电压的强度，极大地改善了高压输电线路的防雷性能。

2　变电站的有效防雷措施

变电站在遭遇雷击时，其事故形式主要分为2种，一种是变电站的设备被雷电直接击中，另外一种是雷电波沿线路侵入变电站。

2.1变电站被雷直击的防雷措施。对于变电站被雷直接击中的防护措施一般为安装避雷线和避雷针。因为避雷线或避雷针安装在变电站的上方，当发生雷击时，就可以将雷击电压直接从变电站上方导入大地，从而达到保护变电站的目的。

2.2对雷电波侵入变电站的防护措施

2.2.1在变电站中合理安置避雷器。雷击为直击雷与雷电波侵入、雷电感应这三种形式，经过对比，直击雷的主要特点是发生比较突然，而且波及的范围会在10km以上。要在变电站中合理的安装避雷器，要保证变电站的所有母线上都安装有避雷器，并且要科学地选择避雷器的安装位置，使其在满足其他设备要求的情况下尽量靠近变压器，从而最大限度地提高避雷效果。

2.2.2加装避雷针与避雷线。为了避免变电站遭到雷击，造成严重的设备故障，导致大面积停电，可加强防雷措施与防雷装置的使用。首先雷直接击在变电站导线或设备之上，其次是变电站避雷针落雷时形成过电压，最后是沿线路传过来的雷电波。变电站防侵入波保护主要的措施是在变电站内部安装避雷器，并在母线与进线处加装避雷器。同时，要运用避雷针与避雷线相结合的避雷方式，对雷电进行拦截，将雷电波入地的路径改变，加强防雷保护的实际作用。一般小变电所可采用独立的避雷针，而大的变电所则可在变电站的整体构架上运用避雷针或是避雷线，也可以将两种装置有效结合到一起来加强避雷效果。

2.2.3对变电站的进行段进行重点防护。在临近变电站的进线线路上架设避雷线可以有效阻断雷电波侵入变电站，防止变电站的电气设备受到损害。避雷线可以分流有雷电引起的雷电波，限制流经变电站内避雷器的雷电流的幅值和陡度，使雷电电流降低到电器设备可以承受的合理范围之内，从而达到保护变电站电气设备的目的。同时，还要加强日常的避雷装置检修工作，对于存在缺陷的部位，要及时加装或更换避雷设备，降低安全隐患。

结语

由于雷电的随机性和不可控性，导致高压输电线路和变电站的防护工作非常困难，本文提出了一些高压输电线路和变压站雷电防护的对策，但不一定能够适用于所有的情况和环境，所以，在确定高压输电线路和变电站的防雷措施和方案时，我们一定要因地制宜，在全面调研和分析当地环境地貌、气候特点的基础上，选择最有效、最经济、最适合的防雷措施。同时，作为电力系统的工作人员我们也要不断学习，不断加深对高压输送电路的认知程度，努力研究高压输送线路和变电站防雷的新技术和新手段，争取早日取得更大的突破和成就。

参考文献

[1]颜世明.高压输电线路雷电防护对策的探讨[J].科技与企业，2013（08）.

中图分类号：TM726

文献标识码：A