浅析送电线路防雷技术

魏美宝

摘 要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分。由于架空输电线路路径通常需要跨越高山地区、丘陵地区以及部分空旷的区域，加上输电线路很长，增加了雷击发生的次数。通过实际运行经验，对输电线路雷害原因进行分析，影响雷害的因素是多方面的，根据雷害故障的性质以及线路运行情况，考虑现场地理情况，提出有针对性的防雷措施。

关键词：输电线路 雷害原因 防雷技术

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（b）-0048-02

电力输电线路具有较多的种类，而架空输电线路是包含在其中的一种，其主要具有施工速度快、维修简单、成本较低等特点，因此在近年来对架空输电线路的建设得到电力企业的大力支持。但由于架空输电线路多架设在野外比较空旷的自然环境中，从而大大提高了架空输电线路受雷击的损害，对架空输电线路做好防雷相关设施配置、以及设计，可有效预防受雷击的影响，以及提高架空输电线路运行的稳定性。

1 分析雷击线路跳闸的原由

架空输电线路出现雷害故障需经历以下几个时期：当输电线路受到雷电过电压时—线路发生闪络—由闪络变成工频电压—跳闸—中止供电。此上，对山区送电常出现大、高差档距以及跨度大等现象，此是降低架空线路耐雷击水平的主要原因。

此外，当雷击避雷线或者塔、杆顶部时，雷电电流会经过接地体与塔体，进而造成杆塔电位变高，并在相导线上出现感应过电压，如相导线感应过电压与升高塔体电位形成的电位差大于架空线路绝缘闪络电压值（uj>u50%）时，杆塔与导线间会出现闪络，通常被称为反击闪络因此，需采取以下预防措施：首先减少和杜绝直击，避免输电线路被雷直击；控制线路出现闪络的概率；减少工频电弧，采取措施防止停电。

2 合理安装避雷针

避雷针的安装是输电线路常常使用的防雷方法之一。但在应用过程中会受到避雷针的影响，造成保护范围过小和雷击概率变大等现象。通过对以往由避雷针引起的雷击故障进行研究可知：避雷针与被保护物之间的距离有着重要的关系；此外，因避雷针具有引雷作用，反而增加受雷击机率；当雷电被引至避雷针上时，强雷电流会顺着避雷针流向大地后可能形成磁场而引起截应过电压，其与受到雷击的距离成反比，跟雷电流大小和变化速度则为正比。

目前，我国在相关管理规定中明确指出被保护物接地装置与避雷针之间的地中距离Sd需大于3m，距离被保护物空气中距离需大于5m，对于这一标准，电视发射塔及微波塔天线上的避雷针难以达到规范标准，因此不建议架空输电线路应用此种防雷措施。

3 对避雷线的安设进行分析

安设避雷线是输电线路防雷保护最基本的方法，也是效果最好的方法。通过安装避雷线不但能预防雷电对导线的直击，并且还具备以下作用：一是分流作用，使流经杆塔的雷击电流被减弱，也减弱了塔顶电位；二是对导线有屏蔽效果，降低导线上的感应过电压；三是对导线起耦合作用，减弱线路绝缘子的电压。

通常线路电压的高低与应用避雷线的效果优劣成正比，另外在线路造价方面避雷线所占比重并不高。为使避雷线对导线的屏蔽效果提高，使绕击率变小，必须把避雷线对边导线的保护角做到20°～30°。输电线路包含110kV及以上电压等级均应当全线安设避雷线，假如条件充许35kV输电线路也可采用。

4 加强输电线路的绝缘

因一些区域的架空输电线路需采用大跨越高杆塔，例如应用跨河杆塔，进而大大增添了杆塔落雷的机会。为减弱输电线路跳闸率，需在高杆塔上安装绝缘子串片数，进而拉开地线与加大跨越档导线之间的距离，使线路绝缘增强。

根据实际情况分析起到较明显的效果，我县35 kV荷均线线路在2009年整年跳闸统计次数为13次都是因雷击，后到秋季安排停电登杆洗瓶并给易受雷击的杆多增加一片，第二年雷击跳闸率明显下降，2010年统计次数仅为5次。

5 安装避雷器

避雷器是一种直击雷防护设备，简称消雷器，早在上世纪就已广泛应用，当前我国输电线路中装设的消雷器高达上千套，并且均获得良好运行效果。近几年虽然在消雷器的理论及机理上还存在一些矛盾，但是消雷器的效果是大家有目共睹的，它在消除和减少雷击中有良好效果，由于其在接地电阻上并无特别要求，且消雷器保护范围比避雷针更广，已被人们普遍接受和认可。

6 降低接地电阻

由于杆塔接地电阻对高压输电线路耐雷水平有直接影响，通过以下数据分析可看出110～500kV线路耐雷水平跟杆塔接地电阻间的关系。

（1）电压等级越高，杆塔接地电阻降低的作用变得更关键。针对土壤电阻率高的区域，需采用如置换土壤或更换接地网等措施降低电阻；雷击多发区域，应确保主网线路杆塔接地电阻高于10Ω，山区应超过15Ω。

（2）在夏季雷雨天气较多时，应提前按照规定要求，对雷击多发地线路杆塔接地电阻进行测量。

（3）接地装置深埋距离需在0.6m以上，可采用大截面的接地引下线，同时做好引下线表层的防腐工作，按要求严格对接地装置的截面、埋入深度、接头等进行重点检查，不合格的及时进行处理。

为了保障其接地效果，应确保接地系统连接的稳定性，确保接地系统中接地网与接地引下线的连接、架空地线与杆塔接地引下线的连接。同时为了保障接地網的接地效果，通常要求接地体的冲击系数<1，以下公式（1）为接地装置工频接地电阻计算方法：

目前，我司35kV线路基本都是在高山，对110～500kV线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系进行分析，数据分析以下所示。

（1）系统标称电压110kV。当接地电阻为：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω时；其耐雷水平分别为：63.4kV、40.7kV、24.3kV、15.8kV；P1所在百分比分别为：19.0%、34.5%、52.9%、66.1%；相对危险因素分别为：1.0、1.8、3.5、3.5。

（2）系统标称电压220kV。当接地电阻为：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω时；其耐雷水平分别为：110.2kV、75.7kV、47.7kV、32.0kV；P1所在百分比分别为：5.6%、13.8%、28.7%、43.3%；相对危险因素分别为：1.0、2.5、5.1、7.7。

（2）系统标称电压500kV。当接地电阻为：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω时；其耐雷水平分别为：176.7kV、125.4kV、81.2kV、55.2kV；P1所在百分比分别为：1.0%、3.8%、11.9%、23.6%；相对危险因素分别为：1.0、3.9、12.1、24.1。

7 结语

综上所述，影响输电线路雷击跳闸率的因素众多，在实际工作中应结合现场的状况，对地理、气象、线路运行等进行勘察，并仔细核算输电线路的耐雷水平，对措施实施的难度、工作量、效果和可行性等方面进行研究，从而选取出最为恰当的防雷方式，以保障送电线路的正常运行。

参考文献

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