关于架空输电线路防雷措施的探讨

邹运明 陈超 龚奎 叶博楠 宋彪

摘要：架空输电线路是电能输送的主要渠道，其能否正常的运行关系着人民的正常生活，也影响到人民的用电安全，由于架空输电线路裸露在自然界中，具有遭受雷击的概率，一旦线路遭受雷击，势必会影响其正常运行，甚至是终止输电。因此，为了使架空输电线路避免雷击，就必须要采取有效的、科学的的防雷措施。本文也主要对其措施进行探讨，并提出一些具体的防雷措施。

关键词：架空输电线路；雷击危害；防雷措施

架空输电线路会经过高山、山林、丘陵等地带，而这些地带不仅地形复杂，很多地区的天气环境也较为恶劣，增加了线路遭受雷击的概率，而雷击也常常造成严重的后果，例如，出现跳闸、损坏绝缘子、导线断裂、塔杆受损等情况，严重影响着输电线路的安全运行及正常输电。因此，必须要采用防雷措施来预防输电线路遭受雷击。目前，架空输电线路运用的避雷措施包括安装避雷线、安装避雷针、优化避雷线保护角的设计、使用接地降阻剂、利用耦合地埋线等措施。但必须要考虑多方面的因素，选择科学的避雷措施，才能起到高效的避雷效果。

一、架空输电线路的雷击危害

1、跳闸。雷电一般具有较高的电能，一旦击中输电线路极易造成跳闸现象，跳闸现象通常有两种情况，一种是雷电直接击中输电线路或击中塔杆，输电线路的电压、电流就会瞬间大幅升高，不仅影响着线路的稳定性与安全性，也极易造成跳闸而终止输电；另一种是雷电没有直接击中输电线路或塔杆，而是在输电线路附近产生作用，产生了巨大的电磁场，对输电线路产生极大的干扰，从而容易出现跳闸现象。

2、损坏绝缘子。由于雷电所蕴含的电量极大，在击中塔杆绝缘子以后，会引起绝缘子闪络放电，并产生大量的热量，使绝缘子受到融合、烧伤、破裂等情况，让绝缘子受到损坏而失去绝缘作用。

3、塔杆损坏、导线断裂。较强的雷电在击中导线或塔杆以后，导线会承受较大的瞬间电流，一旦超过导线的承受能力，就会出现导线断裂的情况，导致输电终止。对于塔杆而言，也是同样道理，一旦超过塔杆承受能力，也会出现损坏塔杆的情况。

二、架空输电线路的防雷措施

1、安装避雷线。安装避雷线是架空输电线路的一种最基本的防雷措施，主要是拉根避雷线把塔杆与大地连接在一起，通常也发挥着较好的防雷效果，当雷电击中输电线路时，电流可以及时经避雷线传输到大地，不仅可以防止输电线路内部电流过大而损坏导线，也可以有效的保护绝缘子，防止绝缘子出现闪络情况。从而可以有效的避雷，保障输电线路的稳定运行。

2、安装避雷针。避雷针是安装在塔杆上的防雷装置，其可以把雷电所产生的电流输送到地面，从而起到保护输电线路的作用，其也是常用的避雷措施。但避雷针也有一定的缺点，首先，避雷针在把强大的雷电输送到地面的过程中，会产生大范围的电磁场，严重影响着电力设备的正常运行，甚至是损坏相关设备；其次，避雷针把强大的电流输送到地面以后，使线塔周围地面电压瞬间升高，线塔周围如存在易燃、易爆的物品或相关设备，就可能会造成严重的后果。因此，在应用避雷针进行防雷时需要科学的分析、合理的安装，才能起到有效的防雷作用，否则，不仅起不到防雷作用，反而还容易被雷电击中。此外，避雷针还要避免用在具有弱电设备的塔杆上，或避免用在塔杆附近具有易燃、易爆物品及弱电设备的塔杆上。

3、优化避雷线保护角的设计。避雷线和输电导线与垂直线的夹角被称为避雷线保护角，其夹角的大小与防雷效果有着较大的关系，一般来讲，保护角越小防雷效果越好。所以，在输电线塔的设计中，要优化保护角的设计。但电压不同的输电线路的保护角也存在一定的差别，例如，500KV以上的输电线路塔杆保护角一般在20°，甚至是低于20°，而220kv到330kv的输电线路避雷线保护角在20°～30°。不同的地区所用的保护角也存在差别，例如，在山区高雷地区甚至可以采用负保护角。所以，在保护角设计时，要依据多方面的实际情况来设计，才能起到有效的保护效果。

4、使用接地降阻剂进行防雷。接地降阻剂也是常用的防雷措施，通常运用在复杂地质条件下的防雷。其防雷效果也较为明显，主要体现在三个方面，其一、使用接地降阻剂后，离子会释放到土壤中，不仅可以增大接地体的散流面积，也可以让离子导电体发挥高效的作用，从而可以使原接地极达到降阻目的。一些强效降阻剂可以降阻60%到90%。其二，接地降阻剂具有防腐功能，可使土壤PH值长期保持在8左右，对接地体产生了一种钝化保护作用。同时，降阻剂一班含有锌或其它的化合物，对接地所用的钢材产生了阴极保护作用，有效的避免塔杆地网受到腐蚀；第三，降阻剂性能稳定，不受天气、季节、温度、酸碱度的影响，从而保证了良好的防雷效果。

5、利用耦合地埋线进行防雷。耦合地埋线也可以起到有效的防雷效果和提高输电线路的耐雷能力，在正常情况下，利用耦合地埋线可以使跳闸率降低40%左右，也可以降低因雷击而产生的线路故障。耦合低埋线主要适用于雷电活动较为频繁的地区，其使用后一方面可以加大避雷线和输电导线之间的耦合系数，并对雷电流进行有效的分流。另一方面，可以有效的降低接地电阻及有效的降低土壤的电阻率。

6、采用不平衡的绝缘方式。架空输电线路都属于高压线路，为了确保输电的稳定性及安全性，高压线路一般采用双回路线路。这样以来，有些防雷措施难以达到理想的防雷效果，所以，可以采用不平衡的绝缘方式，既能够降低雷击概率，也可以提高线路的耐雷能力，有效的避免跳闸和保障线路的稳定性。其防雷机理主要是利用绝缘子串数的不同来构建不平衡的绝缘方式，当线路受到雷击时，串数较少的绝缘子无法承受雷击，就会产生闪络情况，让另外一根导线的耦合作用被提升，使其耐雷能力得到了提升，从而也就避免了串数较多的绝缘子闪络，使输电线路保持输电状态。

三、结语

对于架空输电线路而言，雷电对其造成的后果也较为严重，对正常的输电也带来了较大的影响，所以，采用有效的防雷措施不仅极为必要，也极为重要，因此，电力部门在架設架空输电线路的过程中，必须要对线路、塔杆及塔杆所在地的环境等进行充分分析，才能正确的应用防雷措施。

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