线路防雷技术在输电线路设计中的运用

陈英才

摘 要：防雷保护不到位的输电线路受雷击后容易故障。因此，输电线路中应当运用线路防雷技术，比如规划比较安全的路线;安装避雷设备、自动重合闸;降低输电线路杆塔的接地电阻。

关键词：线路;输电线路;防雷技术

前言：电力是我国人民生活都不可或缺的重要能源，但输电线路经常遭受雷击，因此需要防雷技术。

1输电线路设计中运用线路防雷技术的必要性

1.1雷电对输电线路破坏

雷击经常导致输电线路跳闸，妨碍输电电网运行。在雷电天气中，雷电一旦击中输电线路的杆塔（或其他部位），就会产生较大电流（具体大小因当地自然条件而异，如地闪密度等），沿着杆塔流入大地[1]。如输电线路避雷措施不完善，那么输电线路就会遭到破坏，比如跳闸、燃烧、炸毁、融化等，且雷电强电流还会损伤电力设备，需要及时更换，增加了输电线路维修人员的工作量，造成输电公司带来了经济损失，给居民日常生活用电带来了不便[2]。

1.2输电线路遭受雷击的原因

雷电是一种难以预测与控制的自然现象。雷电击中输电线路的一种方式是感应起电，也就是雷云先在架空高压输电线路周围形成静电感应区，然后一放电，输电线路上聚集的电荷就会定向移动形成电流;另一种方式是直接击中输电线路，产生过电压、冲击闪络等。雷云一般出现在空旷地带的天空中，而许多输电线路恰恰位于空旷地带，所以易遭雷击。此外，较高的杆塔也更易遭雷击。

1.3输电线路遭受雷击后出现事故的原因

在我国大部分地区，由于四季分明，雷电多发于夏季，而雷电击中输电线路杆塔的几率相对比较高。因此，输电线路杆塔应当做好防雷工作，在雷击中需要保持安全、稳定的运行。然而，在山区架设的输电线路由于当地地处偏远、地势多变、雨水丰富、架设困难，所以防雷工作也比较困难。一些输电线路的绝缘装置未能配置到位，或已老化，在雷击中不能避免电流的回流，导致输电线路跳闸;一些输电线路避雷针的杆塔保护角不符合防雷标准;一些输电线路杆塔的接地电阻过大。

2输电线路设计中运用线路防雷技术的方法

2.1规划比较安全的输电线路架设路线

虽然我国需要将电力输送到全国各地，但电力企业仍然有可能规划遭受雷击概率较小的输电线路架设路线。由于雷击的频率与地理、环境、气候等条件密切相关，所以雷击多发于山区，那么规划输电线路的架设路线时，就应当尽可能避开以下危险处，比如纵深山谷地带、高山上、山坡上、土质电阻率较高处、土质电阻率突变处、地下水位较高处、地下含有导电矿藏处、河谷、风口山区、顺风区、湿润盆地、湿润山谷、森林等。

2.2安装避雷线

避雷线是一种优点明显的避雷装置，它的优点有分流效果好、分流效率高，作用有屏蔽、耦合两种，所以在输电电路设计的过程中，防雷技术有较为广泛的运用，也在防雷中取得了良好的效果。避雷线能够降低输电线路杆塔遭受雷击后产生的雷击电流大小，降低杆塔顶端的电位，还能够耦合导线，降低输电线路中绝缘子两端的电压，从而减少雷击对输电线路的破坏。因此，输电线路旁邊应当搭设避雷线。通常，20千伏输电线路不需要搭设避雷线，200千伏起需全程搭设1根避雷线，而500千伏起需搭设2根避雷线。

2.3安装负角保护针

负角保护针即侧向避雷针，其作用有改善对雷击的屏蔽、减小临界击距。负角保护针从输电线路的上方屏蔽雷击，使雷电只对大地放电，以免形成雷电绕击区。负角保护针一般用在山坡、山顶的输电线路杆塔上，其长度一般为2.5 m-2.8 m，材质为钢，形状是一根针，其中针头的形状是尖锥状。

2.4安装可控放电避雷针

可控放电避雷针的组成部分有4个：针头、金属支架、储能装置、接地装置。可控放电避雷针的针尖能够产生较高强度的电场，迅速地产生放电脉冲;而可控放电避雷针能够通过储能装置与动态环控制避雷针针头的电场，从而在雷击发生前产生向上的先导，也就是引发上行累闪。可控放电避雷针可以安装在输电线路杆塔的地线支架的上方，并根据地形和杆塔的形状来调整安装位置、数量，从而确保可控放电避雷针的保护范围，以此使输电线路防雷设计需求得到满足。

2.5安装雷电接闪器

雷电接闪器在本质上是一个感抗，能够在雷击击中输电线路杆塔时，消减输电线路杆塔上的过电压。定量地说，雷电闪接器消减雷电电流波峰的幅度至少有30%。因此，雷电闪接器有防雷的作用。此外，雷电闪接器还能记录其所在输电线路杆塔遭受雷击的数据，从而为电力公司的研究人员提供研究雷电灾害的数据。

2.6安装自动重合闸

输电线路遭受雷击出现故障后，继电保护器会自动跳闸。但是，雷击会造成强电流，所以可以为输电线路安装自动重合闸，从而在输电线路跳闸后，经较短时间，自动重新合闸，从而减少停电的次数与时间。

2.7降低输电线路杆塔的接地电阻

输电线路的杆塔如果接地电阻过高，就更容易在遭受雷击时遭到破坏。因此，输电线路杆塔的接地电阻需要降低。降低输电线路杆塔的接地电阻的方法有许多，其中最常用的是增加、延长接地射线，以改变接地材料老旧、腐蚀的问题，但是这种方式只适用于土质较好的地区，而在土质不良的地区就不能起到良好的效果。此外，减小输电线路杆塔接地电阻的方式还有“垂直接地体法”，也就是在接地装置射线上每隔3米通过焊接增设一个垂直接地体，其长度一般在0.6米左右，材质一般为角钢;以及“集中接地法”，也就是在输电线路杆塔基础外面挖一圈沟，沟的直径有10至20米不等，深0.6米，沟中每隔2米至3米打1根垂直接地体，再以圆钢相连，最后连到杆塔的接地引下线上;最后，还有一种方式是“换土法”，也就是将土壤电阻率过高的土壤、石头挖出来一层，然后运走，再然后回填一层电阻率较低的土壤，最后再安装其他接地装置。

3结语

由此可见，我们需要采取多种有效措施保护输电线路免于雷击电流的破坏，从而保障我国千家万户用电安全，防止各类生产受到停电的破坏。

参考文献：

[1]邵家源.浅析110kV输电线路防雷技术综合应用与运维管理[J].山东工业技术，2016（16）：145.

[2]张磊.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].中国高新技术企业，2015（02）：64-65.