解析输电线路雷害原因及防雷措施

黄文胜

摘要：雷害问题是影响输电线路安全运行的主要原因，但是因为雷击属于自然环境因素，具有不同程度的随机性，为降低雷害事故的发生概率，在开始设计输电线路时，就需要考虑到其周边环境雷电活动情况，同时结合地理位置加强防雷保护措施，以保证输电线路的安全平稳运行。为将雷击事故后果减小至最低，必须要找到最适合该地区输电线路的防雷措施，并且通过各部门的合作完善线路的运维工作。

关键词：输电线路;雷害原因;防雷措施

1输电线路防雷工作的必要性

雷击问题不仅会影响到输电线路的安全性，同时还会破坏线路中已有电力设备，给输电单位造成直接的经济损失。在初期的输电线路工程建设活动中，建设方必须满足绝缘性方面的技术要求。当前的变电所在输电生产的过程中也发挥重大作用，保护不到位也会受到雷击影响，输电线路的整体安全性不能被保障，为了提升供电企业的信誉度，长期提供稳定的输电服务，必须针对雷击等恶性事件，强化防雷系统，减少雷雨天气给输电线路的恶劣影响。输电线路是电力系统运行的主动脉，起着连接用户与变电站的作用，输电线路的运行状态对于供电可靠性与安全性有着直接的影响。输电线路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是输电线路绝缘水平低;二是防雷装置不足;三是线路安装有问题;四是设备和线路维修不到位。输电线路都架设在空旷的野外区域，有着纵横交错、走线长的特征，因此，一旦发生雷击，输电线路就会出现保护跳闸，这就会影响整个电力系统的安全运行。

2输电线路的防雷措施

為有效实施输电线路的防雷措施，首先应结合电网系统的发展，强化其防雷设计，以提高输电线路的防雷性能，促使雷击跳闸率的降低。除了确定输电线路的运行方式外，输电线路架设地区的雷电活跃强度、土壤电阻率以及地形地貌特征等自然环境因素也需要被考虑，通过比较模拟数据，以及纵观国内外多年经验，找出最有效可靠的输电线路防雷保护措施。经研究证实，以下几项防雷措施都能有效的解决输电线路雷害问题：

2.1装设避雷线

高压输电线路防雷的基本措施之一就是装设避雷线，这样不仅可以防止雷电直接击中导线，产生具有破坏性的过电压威胁输电线路的安全运行，避雷线还可以将雷电接引进入大地，而保证输电线路不被雷电流造成的过电压破坏。同时避雷线最重要的部分就是其保护角的设置，必须要根据规范的防雷措施设计避雷线保护角，还要考虑山坡地区对保护角的影响，防止因避雷线的不规范装置，导致线路闪络次数的增多，从而影响电网运行的安全可靠性。对于避雷线的引流功能，其实施过程是由于接地电阻的不同，使得杆塔顶部电位的差异，当雷电波在避雷线中传输时，因为线路的耦合作用很容易感应出另一个行波，但是这类行波和杆塔顶部电位不同而造成的过电压比雷电直击时造成的过电压小很多，这样就可以保护输电线路不受雷电高压破坏。

2.2降低杆塔接地电阻

接地装置作为输电线路有效防雷措施之一，其是由接地体和接地线组成，接地体一般是直接与大地接触的金属体，而接地线是连接电力设备和接地体的金属线。输电线路的雷击故障和杆塔的接地电阻是反比关系，降低杆塔接地电阻可以提高输电线路的耐雷水平，从而降低雷击跳闸故障的发生率。造成输电线路接地电阻增加的原因有四种：①化学降阻剂的失效，其会根据时间的流逝，由于外界环境的影响使得降阻能力下降，从而接地电阻被增大;②接线体被腐蚀，当施工过程中使用的化学降阻剂的化学性质不稳定，再加上土壤的pH值小于7时，接线体作为金属很容易发生电化学腐蚀和吸氧腐蚀问题，腐蚀情况最严重的就是接地线断裂，出现“失地”情况;⑧受自然因素导致，如雨水冲刷破坏地貌，使得接线体被暴露在地表之上无法和土壤接触;④受外力破坏，即人为破坏。为合理降低杆塔接地电阻，可以利用铁塔和钢筋混凝土的自然接地电阻，这类电阻数值虽然不高，但足以使输电线路安全可靠的工作，对于高山地区，可以采用多根放射性接地体或者连续伸长接地体，而最简单有效的方法就是采用接地降阻剂降低杆塔的接地电阻。

2.3强化输电线路的绝缘带

输电线路的绝缘带强度是影响其抗雷水平高低的直接因素，雷击事故的发生概率和绝缘带强度成正比。在雷电活跃地区和跨越大的杆塔处应增加绝缘子片数，这些地方多为雷击142电力讯息事故发生频繁地带，无论是杆塔顶部电位、感应过电压，还是受绕击的概率都比别处要大，适当的增加绝缘子片数，同时加大输电线路和避雷线之间的距离，都可以强化绝缘带，平时还需要加强零值绝缘子的检测工作，及时更换和检修破损的零值绝缘子。如今，我们常用同杆塔双回线路的输电设备，普通的防雷措施已经无法有效起到防雷作用，可以采用不平衡绝缘方式，以保护输电线路遭受雷击时双回线路不同时跳闸，不平衡绝缘方式就是当输电线路遭受雷击时，绝缘子片数少的回路先闪络，然后这一回路可以当避雷线使用，对另一条回路起到保护作用，提高其防雷水平，保证电网供电的连续性。对于绝缘子片数的装设，高度超过40m有地线杆塔，每增高lOm就要增加一片绝缘子。

2.4采用消弧线圈接地装置

对于雷电活跃地区，难以降低线路中的接地电阻，如llOkV及以下电压等级的电网可以采用不接地方式或消弧线圈接地装置，这种装置可以使雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，避免其出现持续共频电弧现象，目前的消弧线圈接地方式运行效果良好。消弧线圈接地系统的单相接地选线方法归纳起来主要有两类，一类是通过改变消弧线圈回路参数来获取接地故障特征的方法;另一类方法不通过改变消弧线圈回路参数，只依据单相接地时的自身接地故障特征。第一类方法应用得最多，它主要是线路单相接地时在消弧线圈旁并接电阻，以改变接地故障线路的零序电流，通过检测各线路零序电流的改变实现接地故障线路的选择。

结束语

现阶段，我国输电线路主要分布在旷野地区，且纵横交错，很容易受自然环境影响，其中雷电天气造成的破坏尤为严重。输电线路雷害事故占目前输电线路故障发生总数的一半左右，并且仍存在逐年递增趋势，为考虑输电线路运行的安全问题，必须要找出可以有效避免此类事故发生的防雷措施。

参考文献

[1]许文胜，高压输电线路电气设计的问题及改进[J].科技风，2018（ 35）：189.

[2]于军平，关于架空输电线路雷击闪络预警方法[J].科技风，2018 （35）：201.