输电线路设计中线路防雷技术的应用探究

摘要：电力供应的安全和稳定关系着社会的方方面面，所以电力企业在输电线路设计中要尤其注重供电的安全与稳定。雷击会对输电线路的安全造成威胁，所以在输电线路设计中加强对雷击的预防是十分有必要的。本文对输电线路设计中防雷技术的应用进行了分析。

关键词：输电线路设计；线路防雷技术；应用

1输电线路引发雷电的影响因素

1.1线路杆塔的高度

输电线路尤其是高压输电，杆塔往往都设置在宽阔地区，而且高度很高，周围没有高层建筑，因此在出现雷雨天气时，杆塔就很容易受到天气影响，从而出现雷击现象。

1.2自然环境的影响

为了保证电力供应，输电线路会经过很多山区，而且山区地带往往降水量较丰富，雷雨天气较多，输电线路受到雷电影响的几率也就会随之增加。目前，输电线路在山区发生雷击的现象较频繁，所以在设计中一定要重视自然环境对输电线路的影响，尤其是山区雷雨天气较多的地区。

1.3土壤电阻率的原因

输电线路的杆塔数量很多，而杆塔都是与土壤直接连接，因此杆塔很容易受到接地电阻的影响。在很多较复杂的地区，例如高山和岩石密布的地区，雷击现象受到土壤的电阻率影响很大。如果杆塔发生雷击，加上土壤电阻率过小，很容易产生反射问题，从而进一步提高输电线路受到雷击的几率。

2防雷技术在输电线路设计中的运用

2.1科学布置输电线路

由于输电线路雷击故障的产生与线路所在地域环境存在密切的关联性，因此在输电线路设计过程中，需对输电线路所在地的地理环境、气候条件、地质条件等进行综合分析，避免将输电线路布置于雷电多发区域，从而减少雷击故障的发生。通常，雷击多发区域可分为以下几类：第一，地下水位相对较高且富有导电性矿藏的地区；第二，山区风口处及顺风向的河谷区域；第三，地质电阻率极易发生改变的地区，或者土质电阻率相对较低的地区，如山坡断层地带、山谷地区、农田等；第四，具有丰富水资源的盆地区域；第五，土质相对较好、植被覆盖率较高的地区，如树林。

2.2科学配置线路避雷器

为了进一步提升输电线路的耐雷水平，在输电线路设计过程中，可在搭设避雷线的基础上科学配置避雷器装置。例如，在输电线路中，将绝缘氧化锌避雷串并联在线路绝缘子上，用以分散雷电流，使击穿电压小于绝缘子串的闪络电压，从而保证输电线路电压始终处于安全范围，防止因绝缘导线产生过电压而引发雷击故障。又比如，在构建现代防雷系统时，加强三合一或二合一信号防雷器的科学应用，实现模拟信号线路、电源、同轴信号等的有效防护。在此过程中，应保证防雷器PE端良好接地，做好日常检查与维修工作。通常，避雷器在环境相对恶劣的山区架空输电线路工程设计、水电站附件的输电线路工程设计、跨越相对较大的铁塔中具有广泛的应用。

2.3科学搭设避雷线

避雷线是当前使用最为广泛的防雷技术，具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷线能够减少铁塔的雷电流，以使塔顶的电位降低，减轻雷击破坏程度；耦合作用是指通过耦合导线降低输电线路中绝缘子的电压；屏蔽作用是指直接降低雷击后产生的感应过电压。应当根据输电线路的电压级别选择避雷线，20kV的输电线路不需要装设避雷线，200kV以上的输电线路需要全程搭设避雷线，500kV的高压线应当搭设两个避雷线，以提高避雷线的屏蔽功能。为了提高避雷线的保护能力，应确保每个铁塔区的避雷线能够接地，并保证两个避雷线之间设置一个间隙。目前我国在设计高压和超高压输电线路时通常搭设绝缘避雷线，以降低功率损耗。

2.4架设耦合地线

在无法实现降低接地电阻的情况下，可在导线的周围或下方敷设一条底线，以使雷电流可以分流，降低绝缘子串两端的感应程度，减小反击电压间的分量。通过架设耦合地线，能降低雷击时电力系统的跳闸率。

2.5有效应用自动重合闸技术

自动重合闸技术是线路保护中较为常用的技术之一。通常，在输电线路系统中有效安装自动合闸装置，可根据电路故障实际情况，通过自动合闸进行线路保护，实现线路故障影响的有效控制。总结工作经验发现，在架空输电线路中安装自动合闸装置，当发生线路故障时，在继电保护动作下实现故障切除，电弧自动熄灭，以提升输电线路供电的稳定性、安全性和可靠性。目前，在110kV、220kV输电线路设计过程中，常应用单项重合闸进行线路保护；在易发生相间短路故障的输电线路中，常采用综合重合闸进行线路保护。以三相自动重合闸保护原理为例进行分析：如图1为单侧电源送电线路三相一次重合闸的工作原理框图，主要由重合闸启动、重合闸时间、手动合闸于故障时保护加速跳闸等元件组成。

具体的工作过程如下：重合闸启动：当断路器由继电保护动作跳闸或其他非手动原因而跳闸后，重合闸均应启动。在正常情况下，当断路器由合闸位置变为分闸位置时，立即发出启动指令。重合闸时间：启动元件发出启动指令后，时间元件开始记时，达到预定的延时后，发出一个短暂的合闸命令。这个延时即重合闸时间，可以对其整定。一次合闸脉冲。当延时时间到后，它立即发出一个可以合闸的脉冲命令，并开始记时，准备重合闸的整组复归，复归时间一般为15～25s。手动跳闸后闭锁：当手动跳开断路器时，也会启动重合闸回路，因此需设置闭锁环节，使其不能形成合閘命令。重合闸后加速保护跳闸回路：对于永久性故障，在保证选择性的前提下，尽可能地加快故障的再次切除，需要保护与重合闸配合。

3结语

总之，电力企业在进行输电线路设计时，要对于输电线路引发雷电的影响因素进行全面的考虑，并采取有效的防雷技术和措施，确保输电线路免受雷电的影响，能够正常运行，进而推动电力系统整体的稳定，从而推动我国电力行业的快速发展。

参考文献：

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[2]朱俊武.输电线路设计中线路防雷技术的应用探究[J].技术与市场.2012（3）.

[3]丁博，赵铭.输电线路设计中线路防雷技术的运用研究[J].中国高新区，2018（01）.

（作者单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司）

作者简介：姓名：曹宏伟 （1974.11.12），性别：男 ；籍贯：辽宁绥中；民族：汉 ；学历：大专；职称：助理工程师 /技师 ； 职务：主输电线路运维 研究方向：电力系统输电工程。