浅析输电线路的防雷

庄炜维

（国网厦门供电公司，福建 厦门 361000）

浅析输电线路的防雷

庄炜维

（国网厦门供电公司，福建 厦门 361000）

近些年来，随着电网行业的快速发展，对输电线路运行状况的要求也逐渐升高。本文详细阐述了输电线路在运行中因为雷击造成的危害，并提出防雷保护以及防雷改造的原则，提出输电线路运行中一些主要的防雷措施。

输电线路；防雷；保护；措施

近些年来，我国电网的规模不断扩大，因为雷击而引起的输电线路运行故障问题越来越多，严重影响了输电线路设备的安全运行，输电线路因为雷击造成的跳闸故障是影响供电安全的一个很大难题。所以，对输电线路的防雷保护并找到一些合理有效的输电线路防雷措施，是我国电力企业始终关注的重要问题。

1.雷电对输电线路造成的危害

雷电对输电线路以及电网运行的安全造成的危害主要表现在：当雷电放射到输电线路上，就会使输电线路上的过电压升高，致使线路继电保护动作出现跳闸现象。切断输电线路的运行路线会给电力企业造成巨大的损失，而且还非常考验输电线路周围电力设备的耐受能力和绝缘水平，给电力工作人员以及线路设备造成巨大威胁。而且，雷电会给输电线路带来很强的电流，会因为被雷电击中出现输电线路熔毁、导线熔断或者损毁的现象，较强电流产生的强大动力还可能会导致输电线路杆塔等一些电力机械设备造成损伤。因为雷电击中给输电线路造成的灾害电力系统一般不能通过自身的能力自动进行恢复，进而导致电力设备的损坏，需要电力企业浪费很多人力和时间进行修复。雷电大多集中在夏季和春季两个季节，也正是人们集中生产的季节，如果此时输电线路出现中断就会给人们的生产生活带来很大的经济损失。雷电天气大多发生在环境比较恶劣的地区，这样就更加重了对输电线路维修的难度。另外，正常运行的输电线路会比不运行的输电线路受到雷击的发生率要高。所以有效地对输电线路进行防雷保护是十分必要的，可以避免很多电力安全事故的发生，并且对降低经济损失与提升电力系统的运行安全水平有非常重要的意义。

2.对输电线路防雷应当遵循的基本原则

对输电线路进行防雷保护是非常必要的，也可以通过很多种方式对输电线路进行防雷保护，但是对输电线路的防雷保护不能毫无根据，应当遵循输电线路防雷保护的一些基本原则。

首先，输电线路中安装可控放电式的避雷针成本比安装避雷器的成本要低很多，并且对输电线路防雷保护的效果也非常好，同时对输电线路防雷维护的工作量也很少。但是因为输电线路防雷保护的范围有限，所以一般适用于那些档距比较小的输电线路路段。可控放电式的避雷针对于接地电阻要求的条件相对来说比较宽松，控制在低于10Ω就可以，对于输电线路中土壤电阻率比较高的线段，可以稍微放松到30Ω左右。

其次，可控放电式的避雷针在完成安装以后就不需要对其进行定期维护，不过有一些交通不便的地区，可以根据地区的实际情况，大大减轻输电线路防雷保护负责巡视员工的工作量。

再次，根据输电线路实际的运行经验，在输电线路中安装的消雷器的防雷保护存在一些问题，所以需要对已经加装了消雷器的输电线路杆塔进行一些改造。

最后，在输电线路中安装避雷器的造价虽然比较高，但是避雷器的防雷保护效果非常好，当输电线路中的导线和杆塔被雷击时，可以快速动作，非常适用于档距较大的输电线路路段，能够弥补可控放电式的避雷针防雷保护范围的盲点和不足。

3.对雷击跳闸的分析

对电压较高的输电线路遭到雷击的安全事故主要和4个主要因素有关：输电线路绝缘子的放电电压、是否有架空地线、输电线路杆塔接地的电阻以及雷电流的强度等。对电压比较高的输电线路的每种防雷保护措施都会有针对性，所以，在对高压输电线路进行设计时，在对输电线路防雷保护措施进行选择时要首先明确输电线路遭到雷击跳闸的具体原因。

3.1 对高压输电线路的绕击成因分析

按照输电线路的现场实测、运行经验以及模拟实验都可以证明，避雷线和雷击的绕击率对输电线路边导线的杆塔高度、保护角以及输电线路所经过区域的地形、地貌以及地质等条件有关。对于一些偏远山区的线路杆塔，山区输电线路的绕击率大约是平地输电线路绕击率的3倍。对山区输电线路进行设计时难免会遇见跨越较大、档距高差较大等问题，这些区域是输电线路耐雷性能最薄弱的环节。一些区域的雷电活动相对来说比较强烈，使得某一区域的输电线路比其他输电线路更容易受到雷击。

3.2 输电线路反击的成因分析

当雷击线路杆塔顶部或者避雷线的时候，雷电的电流会经过接地体和塔体，使得输电线路的杆塔地位不断升高，同时，在输电线路的相导线上发生感应过电压。假如升高的塔体电位和输电线路相导线的感应过电压的合成电位差比输电线路的绝缘闪络电压高很多的话，输电线路的杆塔和导线间就会出现闪络现象。

综上可以看出，降低输电线路杆塔的接地电阻、提升输电线路的耦合系数、加强输电线路的绝缘性能以及减小雷击分流的系数等都可以提升输电线路的抗雷耐雷水平。在对输电线路进行防雷设计过程中，可以重点考虑降低输电线路杆塔的接地电阻和提升输电线路的耦合系数着两种方法提升输电线路的防雷保护水平。

4.对输电线路的防雷保护

可以通过多种方式对输电线路进行防雷保护，比如在输电线路上安装自动式重合闸、安装氧化锌的避雷器、对输电线路采取消弧线圈的接地方式、采取不平衡的绝缘方式以及设置偶合地线等多种方式。

在输电线路上安装自动式重合闸，因为雷击出现的闪络问题大多数可以在电力系统跳闸之后自动恢复输电线路的绝缘性能，因此重合闸的成功率比较高。安装自动式重合闸是对输电线路进行防保护雷的一项非常重要措施，可以有效地确保雷击跳闸之后输电线路供电的可靠性。在输电线路上安装氧化锌的避雷器也可以对输电线路进行很好的防雷保护，虽然安装氧化锌的避雷器造价较高，但是防雷的效果是最好的，可以预防输电线路上的各种过电压，不过因为避雷器自身需要进行定期检查和试验，所以运行的成本比较高，对那些交通不便的偏远地方不适宜采用这种方式，一般采用在35kV的输电线路上。对于那些雷电活动比较强烈，而接地电阻又很难降低区域的输电线路上可以采取消弧线圈的接地或者中性点不接地的方式，很多因为单相闪络着雷发生接地故障都能够被消弧线圈消除。然而在两相或者三相着雷的时候，因雷击而引起的第一相导线开始闪络时并不会导致跳闸，因为导线闪络之后就相当于线路中的地线，其耦合作用增加，使得未闪络的相绝缘子串电压逐渐下降，进而提升了输电线路的耐雷性能。还可以采取不平衡的绝缘方式对输定线路进行防雷。在与线路杆架设的双回输电线路中，如果采用一般的防雷保护措施满足不了输电线路防雷要求的标准时，还可以采取不平衡的绝缘方式减低双回路遭到雷击时的跳闸率。当输电线路遭到雷击时，那些绝缘子串片数较少的回路就会先闪络，而闪络之后的线路导线就相当于是输电线路中的地线，另一条回路导线就会增加耦合作用，进而另一回路导线的抗雷水平就会提高，使其不发生闪络确保输电线路保持继续供电的状态。当降低电线杆塔接地电阻存在困难的时候，可通过在线路导线的下方安设地线的方法解决，此作用可以增加导线与避雷线之间的耦合作用，进而使得绝缘子串电压降低。另外，架设偶合地线可以增强雷电流的分流。

对输电线路的防雷保护措施不仅仅包括以上所述的方法，另外还有很多其他方式预防雷击。比如适当的增加输电线路的绝缘设备，使得建弧率降低。这种防雷措施的投资比较大，工程的施工量也大，会涉及到调整输电线路导线弧垂的问题。还可以在输电线路上安装可控放电式的避雷针。通过行雷闪放电的方式对雷云电荷进行泄放，避免下行雷强烈的闪放电。安装可控放电式的避雷针的造价非常便宜，防雷的效果也很好，但是对于档距较大的输电线路的保护范围较小。在输电线路上架设避雷线也是一个很好的避雷措施，可以阻碍雷直击输电线路的导线。降低输电线路导线上的过电压。降低输电线路杆塔的接地电阻也是一个很好的防雷措施。所以对输电线路的防雷措施很多，需要根据输电线路的实际情况采取相关的防雷措施。

结语

因为雷击对于输电线路的损害太大，所以对输电线路的防雷保护措施应当作为我们维护输电线路运行的重中之重。在选择运用哪种输电线路的防雷措施时，应当全面考虑输电线路的系统运行模式、线路的重要程度输电线路经过区域雷电活动的频率、强弱和地形地貌特征、以及输电线路经过地区土壤电阻率高低等情况，结合输电线路经过地区原有的线路运行经验，经过对技术经济等方面的比较，因地制宜地对输电线路采取科学合理的防雷保护措施，尽量降低雷电给输电线路带来的损害，保证输电线路的安全稳定运行。

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［3］荣士峰，杨旭辉.输电线路的防雷保护及措施［J］.科技展望，2014（13）：13-20.

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