110kV-220kV高压输电线路的防雷技术

文/王金峰

远距离高压输电工程中，由雷击造成的损失在所有的电力事故损失中占有重大比例，所以，高压输电线路中的防雷技术一直是世界各大电力企业和电力专家研究的一项重要课题。如果没有良好的防雷保护措施，一旦输电线被雷击中，则电线上的电流传输就会紊乱，进而侵袭电气设备使设备上产生过电压，如果过电压超出了设备的承受范围就会使设备受损，造成巨大的经济损失，甚至会对工作人员的生命安全造成威胁。所以高压输电线路的防雷工作一直受到极大的重视，良好的防雷技术可以有效降低雷击对电线造成的影响，从而保护电气设备使其安全平稳的运行，对于电力的传输有重要意义。

1　高压输电线路雷击跳闸的原因分析

高压线路受到雷击后，一般会发生导致设备跳闸。如果高压输电线路受到雷击而发生跳闸，一般可以从线路设施内外两方面进行分析。

1.1　避雷器难以完全适应所有环境

高压输电线路传输距离大都较远，这就导致一条高压线路可能会经过多种不同的地区气候和环境，部分地区由于气候影响雷雨天气较多。但是在进行高压线路施工时，通常不会针对某种地性气候单独设计高压线或是避雷器等，所以导致个别地区雷击跳闸现象严重。除此以外，不同的土壤环境导电能力也有不同，性质功能固定的避雷器和高压传输接地设备也无法适应不同地区的土壤环境，这也是雷击跳闸发生的原因之一。

1.2　高压线路内部原因

如果高压运输线路中雷击跳闸的情况频发，除了外界的不可控因素外也可能是线路本身的设计问题。在线路工程的建设中要考虑到地区的雷电气候并结合已有的雷电天气跳闸数据设计雷电日。如果在设计时雷暴日的天数与实际出入太大，就有可能会导致设备的耐雷能力不足，致使设备受损严重。现在雷电日的设计天数大多都是由电力工程设计师通过长期的地区观测得到的。不过，由于没有高精度的设备进行辅助，雷电日的天数与实际还是会有相当的差异。

除了高压线路的设计以外，线路的运行维护对雷击跳闸也有重要影响。线路设计中，当线路中的绝缘子串出现零或是其他低值时，会导致高压线路的耐压能力明显低于一般水平。同时，由于个别地区的线路设计考虑到绝缘子串的防污效果，会放弃瓷绝缘子使用合成绝缘子，而合成绝缘子经长期使用后的接地装置更易腐烂，如果在这种情况下线路遭受到雷击，就有可能使线路的反击跳闸率升高。也有些地区在发生雷击跳闸后没能及时找出跳闸原因，所以无法避免同样情况的发生。

2　可利用的应对措施

雷击跳闸自电力工程开发以来一直都是各电力企业重视的问题，现有的防雷击措施多样。

2.1　避雷线的架设

架设避雷线是高压输电线防雷保护设施中最为快捷有效的方法之一。避雷线的作用是引导雷电避免其直击电线，避雷线可以分流，将雷电流分开引导减少杆塔上的雷电流以期降低塔顶的电位。除此以外，避雷线还可对导线产生耦合作用，通过耦合作用降低线路绝缘子的电压。一般情况下避雷线的作用效果与线路电压高低有关，线路电压越大，则避雷线的作用效果越明显，同时也由于避雷线的造价较低，所以在高压线路传输中避雷线的架设运用较广。

2.2　避雷器的运用

避雷器中常用的一种是线路型的避雷器，其优点在于容量大、重量轻、体积小，但这种避雷器的造价也较高，同时其维护工作繁杂且保护范围有限也导致线路型避雷器难以推广大面积使用。

2.3　避雷线跳脱以泄流

避雷线将雷电流引流之后需要构架间隙以达到泄流的目的，所以，在构建耐张塔时应设计跳脱，在每一个耐张塔内设计一定数量的泄流通道，这种构建设施可以有效提高高压输电线路的耐雷水平。

2.4　设施接地

接地的目的是为了将已收集的雷电流能量引入大地，同时也要避免发生雷电反击。良好的接地设施不仅是避免雷电反击的重要保障，同时对保障工作人员的人身安全、保护电力设施也有重要意义。所以，接地也是防雷工作中十分关键的一个环节。如果是按作用效果来分接地可以分为三种，即保护接地、工作接地和防雷接地。保护接地是指在一般情况下将电气设施中非金属的外壳部分接地，主要目的是日常电气设备的保护。工作接地是指电力系统中将大地作为信息传输的一部分导线。防雷接地则是指将电压保护设备的金属部分接地。

电力设备接地时通常使用防雷接地棒。国家相关要求是单点接地或是双点接地，一般来说防雷接地棒都是使用钢棒镀铜。利用接地棒是因为接地棒可以相互连接使垂直接地极长度能够灵活改变，同时，铜的耐腐蚀能力较强，试用钢棒镀铜可以减少接地棒的翻修成本，也保障了电力系统的稳定性。

3　防雷新技术的研究及应用

随着电力技术的发展，以往的防雷技术可能逐渐不能适用于新的电力传输技术，因此新的防雷技术也随之出现。

3.1　调节杆塔接地的电阻

有已有的应用经验来看，杆塔接地电阻越小，则雷击时杆塔顶部电位也随之减小。通过降低杆塔接地电阻并结合架设避雷线，将两者结合以提高防雷效果。

3.2　合理应用线路避雷器

线路避雷器优缺点都十分显著，通过实际应用的经验和科学的理论计算，发现可以将线路避雷器应用于那些难以降低接地电阻的线段中。除此以外，将线路避雷器安装在雷电活动特别严重的地区可以明显提高该部分线路的耐雷能力。

4　结束语

高压电力传输中的防雷问题是非常复杂的，不仅仅是线路防护方面的问题，想要是这一问题能够有效解决，需要电力企业中各个部门的协商和电力技术的进一步发展，同时，也要求电力工作者在电力工程建设时对地形地貌和气候有一个全面的了解，开展防雷工作时注重防雷技术的应用和防雷材料的选择，以期降低雷电所造成的损害。