浅谈架空输电线路的防雷措施

吴祥

【摘要】通过对安徽省某地区近年来架空输电线路遭受的雷击跳闸情况进行分析，并评估已采用的各种防雷措施，总结出了提高架空输电线路耐雷水平，降低线路跳闸率的一些实践经验。

【关键词】架空输电线路；雷击跳闸；防雷措施

Discussion on Lightning Protection Measures of Overhead Transmission Line

Wu Xiang

（Yunnan Silver Tower Power Construction Co.， LtdKunmingYunnan650000）

【Abstract】Based on the analysis of the lightning strike in the aerial transmission lines of an area in Anhui Province in recent years， and the various lightning protection measures have been evaluated， some practical experiences have been put forward to improve the lightning protection level of overhead transmission lines and reduce the line tripping rate.

【Key words】Overhead transmission lines；Lightning trip；Lightning protection measures

近几年来，随着国家经济的快速发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性，目前世界上对输电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分。架空输电线路和雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故l/3或更多。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。笔者根据近几年来的工作经验，仅就线路防雷接地这一课题谈一点个人浅陋的看法。

1. 架空输电线路防雷概述

（1）架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。通常所称的输电线路就是指架空输电线路。通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来，输送或交换电能，构成各种电压等级的电力网络或配电网。线路长度有时达数百公里或更多，所以引赶输电线路故障跳闸的原因就很多，其中因雷击引起的跳闸次数位居所有跳闸原因之首。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，从而降低线路雷击跳闸率，是保证电力系统安全稳定运行的必要条件。

（2）然而，任何防雷系统都离不开接地，要做好架空输电线路防雷保护，其核心问题就是要做好接地。输电线路杆塔接地装置作为输电线路重要组成部分，作用是确保外来雷电流入地面，保护绝缘线路设备，减少线路雷击跳闸率。因此，确保接地装置完整性，是降低输电线路雷击跳闸率的主要措施。

（3）架空线路装设避雷线，是为了防止雷电直击导线，产生危及线路绝缘的过电压。避雷线遭受雷击后，雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地，从而可保证线路的安全供电。不同的杆塔接地电阻值，雷电流在杆塔顶部形成不同的电位，同时雷电波在避雷线中传波时，又会与线路导线耦合而感应出一个行波，但这行波及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电直击导线时产生的过电压幅值低得多。

2. 架空输电线路雷击跳闸类型

2.12007年至2010年，安徽省淮北市范圍内共发生了71次35kV及以上的输电线路雷击跳闸事故，其中35kV线路46次，占总雷击跳闸次数的64.8%；110kV线路19次，占雷击跳闸次数的26.7%；220kV线路6次，占雷击跳闸次数的8.5%。

2.2经过统计分析该地区从2007年至今的输电线路跳闸情况，引起线路跳闸雷击形式主要有以下几种。

（1）绕击类跳闸，其故障点的特点为线路架设有架空避雷线，故障点的接地电阻合格，故障点为单基单相或相邻两基同相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较小，故障点所处地形一般为山顶边坡等易绕击地形，故障相一般为水平排列的边相或垂直排列的中、上相。此类跳闸多出现在110kV、220kV线路当中；

（2）反击类跳闸，其故障点的特点为故障点的接地电阻不合格，故障点为一基多相或多基多相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较大，故障相一般为水平排列的中相或垂直排列的中、下相。此类跳闸在35～220kV线路当中均有出现；

（3）感应雷跳闸，其故障点的特点为线路未架设架空避雷线，故障点的接地电阻合格，故障点为一基多相或单相，跳闸时故障点附近的雷电流幅值较大，故障相一般为水平排列的边相或垂直排列的上相，且多发生在35 kV及以下电压等级的输电线路上。

3. 输电线路防雷保护措施的适用性总结

3.1架设避雷线。

架设避雷线是输电线路防雷保护有效措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有分流作用，可以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；此外，通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；其次对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。从该局的实际运行经验中可以看出，架设避雷线对于耐雷水平较低的35kV线路尤其重要。而对于110kV及以上电压等级线路，从前面的分析可以看出，绕击已经成为威胁110kV及以上线路的主要雷击形式，因此在条件允许的情况下尽可能地增大线路的保护角是非常有必要的，新建的110kV、220kV同塔双回线路最好是都能够采用0°甚至负保护角。

3.2降低杆塔接地电阻。

降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高，这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施。在土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻。在高土壤电阻率的地区，用一般方法很难降低电阻时，可采用多根放射形接地体，或采用有效的降阻剂降低接地电阻值。目前该局已经将降低接地电阻作为一项运行的基本工作来做，一切的防雷措施都必须建立在接地电阻合格的基础之上。在运行工作中，加装线路杆塔石墨接地、水泥杆接地引下线暗改明均为日常的工作内容。

3.3安装线路避雷器等其他防雷装置。

对于110kV及以上电压等级输电线路，绕击跳闸为主要的雷击跳闸类型，在保证接地电阻合格的情况下，采取安装线路避雷器等其他装置成为了主要的防绕击措施。目前该局安装的防雷装置有线路避雷器、雷电接闪器、可控避雷针，这3种装置当中，避雷器的使用经验已经比较丰富，效果也比较好，但是安装比较麻烦。雷电接闪器的安装比较简单，但是在原理上只能防直击雷，无法防反击雷，使用经验也只有一年。可控避雷针是近年来推出的一种新式防雷装置，从原理上分析可以防绕击和反击，但是使用经验仍然为零，其效果有待验证。

3.4合理选择输电线路路径。

大量运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段，称之为选择性雷击区，或称为易击区。线路若能避开易击区，或对易击区线段加强保护，则是防止雷害的根本措施。因此作为运行单位在日常工作中一定要注意特殊区段的清理建档工作。

4. 结束语

架空线的防雷工作是一项长期复杂的系统工程，架空输电线路防雷设计的目的就是提高线路的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率，确保电网的安全运行。在考虑线路防雷方式时，应考虑到线路遭受雷击的类型，进行相应的防雷设计保护，同时应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动强弱、地形地貌特点、土壤电阻率的高低条件，结合当地原有线路的运行经验，综合比较，因地制宜，采取合理的防雷保护措施。

參考文献

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[文章编号]1619-2737（2017）01-18-035