试论高压输电线路综合防雷措施的研究与应用

张林华

摘要：在电力系统中，高压输电线路是电力系统中关键因素的一部分，如果高压输电线路发生故障，那么整个相关的电力系统几乎会瘫痪。而对输电线路来说，大部分的方式都是架空输电线路，这种方式比较容易被周围的因素所干扰。雷击就是一个很常见的干扰因素，并且雷击造成的损害很大，会有比较严重的后果，所以要对其采用一定的预防方案来减少损失。

关键词：高压输电线路;综合防雷;措施

一、输电线路雷击事故原因分析

（一）输电线路绝缘配置不到位

绝缘装置是为了避免输电线路中产生电流回流。如果绝缘装置配备不到位，甚至失去效用，容易发生故障跳闸。绝缘装置一般使用周期较长，老化现象较严重，一旦遭受雷击，会造成非常严重的电力事故，且修复周期较长，造成的损失较大。

（二）避雷线的使用问题

避雷线是高压输电线路用来防雷的重要举措，在雷击发生时，避雷线可以有效的隔断雷电与线路之间的通道，从而有效的减少直击雷事故的发生概率，但是现阶段，老旧输电线路由于当时技术、经济等因素，线路设计人员在进行避雷线的设计时，避雷线对导线保护角度的设计考虑不足，使得避雷线不能发挥其良好的避雷效果。

（三）杆塔接地不完善

经研究发现，多数雷击事故的发生都是由于雷电直接击中线路或者击中输电线路附近的空旷地带，造成了过电压现象。发生过电压事故的原因和杆塔接地装置直接相关。杆塔接地的阻值如果高于标准值，就会直接降低输电线路的耐雷水平。杆塔高度也会影响输电线路的防雷能力，杆塔高度越高，引雷面积就越大，输电线路的防雷能力就越弱，且反击概率也越高，更容易跳闸。

二、高压输电线路综合防雷的具体措施

（一）保持对高压输电线路绝缘配合的检查

首先，有些地区因为海拔较高导致更容易遭受雷击，对于这种情况，我们可以增加对绝缘子进行检测，一旦发现绝缘子处于低值或零值时，要尽快更换，这样才能降低雷击的风险。其次，绝缘子的状态与防雷效果密不可分，绝缘子受灰尘等物质而使绝缘爬距降低，所以在高压输电线路运维中要增加检查的频率，防止被污染源损坏而造成损失。再次，当线路处于多雷区或强雷区，我们可以采取不平衡绝缘、高绝缘的方法来使得雷击跳闸率下降。

（二）架设避雷线

经调查研究发现，在平原地区架设避雷线效果显著。避雷线和避雷针的原理是相同的，都是把雷电通过导线引入地下的接地网，以减少其对输电线路的危害。山地不仅是多雷区也是易绕击雷区。多山地区易出现绕击失效的现象。为减少绕击，需减少保护角。对于已建成的杆塔，已无法改变其保护角，应加装综合防雷装置。对于正在建设或者准备建设的杆塔，可合理设计保护角，一般不宜超过20°，最大不能超过30°。

架设耦合地线可有效降低输电线路的反击跳闸率。对于输电线路，需降低杆塔的接地电阻，以加强防雷效果。通过增强避雷线和导线的耦合作用，可降低绝缘子串的过电压，也可降低输电线路反击跳闸率，提高输电线路的防雷、耐雷水平。

（三）架设避雷针

避雷针是有效的防雷措施，将不同类型的避雷针架设到高压输电线的不同部位，以达到最佳的防雷效果。具体架设要求如下：（1）在高压输电线路的塔顶安装可控放电避雷针，用避雷针吸引直击雷，减少雷电绕击高压输电线路的情况发生;（2）在避雷线上安装防绕击避雷短针。雷电绕击根据输电线路档距可划分为不同安全等级的区域，距杆塔10-30m处为雷电绕击危险区域，要重点采取有效的防雷措施。经运用证实，防绕击避雷短针与避雷线接触处，因长期运行会损伤避雷线，造成避雷线断线。（3）在杆塔顶的两端安装综合防雷装置。主要是通过减少了架空避雷线与导线之间的保护角，若地线上架设的避雷针侧向断针长度超过临界电晕半径，则会使侧向断针产生上行先导，可增强地线的引雷能力，在发生雷击之前进行提前拦截，有效防范雷电绕击高压输电线路。

（四）降低接地电阻的阻值

影响高压输电线路安全运行的重要因素为杆塔接地电阻的阻值，正常情况下，杆塔的基本情况确定之后，可以通过降低接地电阻的阻值来提高高压输电线路的耐雷水平。因此，运维人员要正确掌握减小杆塔接地电阻的措施，以楚雄地区为例，该地区在降低接地电阻的阻值中主要采取了如下举措，首先该地区应用了石墨接地体，在新建杆塔或改造接地网中广泛加以应用，石墨接地体可以有效的降低接地体与地级之间的电阻，经实践证明，石墨接地体的使用起到了良好的降阻效果。其次，该地区在对杆塔保护角的设计上重视，并且在设计结束后应用了相关的公式进行检验，避免杆塔保护角出现不合理的现象，为缩减接地电阻阻值的工作提供了重要的保障。除此之外，该地区还应用了焊接接地技术来缩减杆塔的接地电阻，施工人员事先利用相应的设备进行焊接，严格按照圆钢的搭接长度不少于其直径的6倍并双面施焊，扁钢的搭接长度不少于其宽度的2倍并四面施焊，从而有效的降低电阻的电导率。最后，该地区采用了外引接地的策略来降低电阻阻值，工作人员事先进行实际考察，考察过后选取电阻率较低的区域，之后再放置接地装置。

（五）安装氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是在输电线路额定电压下通过氧化锌避雷器阀片的电流仅很小，相当于绝缘体。当金属氧化锌避雷器上的电压超过定值时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，其残压不会超过被保护设备的耐压。当作用电压下降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态。为了防雷害，在高压输电线路并联装设避雷器以削减、限制侵入高压输电线路内的雷电波至较低的避雷器的残压水平，并将雷电流泄入大地，从而使其保护的范围内的输电线路的绝缘得到保护，并能在短时间内切断续流，使系统自动恢复正常运行。

（六）装设自动重合闸装置

由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置虽然不能提高线路的耐雷水平，但对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。装设线路自动重合闸作为线路防雷的一种有效措施，在线路正常运行中和保证供电可靠性方面發挥了积极作用。同时对瞬时故障要加强巡视、判断，并及时予以查清、处理，防止给线路安全运行遗留隐患。

（七）合理运用不平衡的绝缘方式

不平衡的绝缘方式具有很多的优点，首先不平衡的绝缘方式经济性较强，其次，这种不平衡的绝缘方式操作起来简便，可以有效的增强高压输电线路的绝缘水平，进而在一定程度上提高高压输电线路的耐雷水平。在高压输电线路运行时，一般线路出现跳闸的概率要明显低于一些高塔杆的高压输电线路。为了有效的避免雷击事故所造成跳闸现象，工作人员首先可以将高塔杆与避雷线之间的导线距离适当的增强，其次，工作人员可以在现有绝缘子串数量基础上适当的增加，从而在根本上提高高压输电线路的绝缘性能。现阶段我国在高压输电线路的防雷措施上提倡使用不平衡的绝缘方式，将不同回路绝缘效果的差值设置成相应的电压峰值，在遇到雷击事故时，绝缘子串数量较少的回路中就会事先发生闪络现象，这样地线就成为了雷击事故发生时闪络后的导线，从而有效的提高高压输电线路的耐雷水平，保障供电系统的正常运行。

三、结论

综上所述，高压输电线路是电力系统的重要组成部分之一，其运行稳定与否直接关系到电网的运行可靠性。为保证高压输电线路的安全、稳定、可靠运行，应当对各种防雷技术措施进行综合运用，从而提高线路的防雷水平。在未来一段时期，应当加大对防雷技术的研究力度，除对现有的技术措施进行优化改进和完善之外，还应开发一些新的防雷技术，从而为高压输电线路防雷提供技术支撑。

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