电网架空输电线路差异化防雷研究

涂德敏

摘 要：本文在对我国电网输电线路防雷技术的主要类型及特点分析基础上，以我地区电网220kv架空输电线路为例，结合其线路雷击故障情况与防雷保护措施，对电网架空输电线路差异化防雷设计进行研究。

关键词：电网;架空;输电线路;差异化;防雷;研究

电网线路供电运行中，雷击作用是导致电网正常运行受到影响的重要因素之一，对电网的安全/稳定供电运行存在着极大的不利影响。根据对我国电网供电运行中各类故障情况及其原因的统计分析显示，其中，因雷击作用导致的电网线路运行事故约占电网运行事故总数的40%至70%之间。由此可见，雷击事故对电网正常供电运行的危害影响十分突出，并且因此产生的经济损失也十分巨大。针对上述情况，结合雷电事故的危害影响，研究如何采取有效的措施对雷击作用进行有效防护，具有十分积极的作用和意义。

1我国输电线路防雷技术类型及特点分析

随着国家电网建设的不断推进以及电力系统工程技术的不断提升，当前我国针对电网输电线路所采取的防雷保护技术水平也逐渐提高，在有效预防和降低电网输电线路雷击故障及其对电网正常运行的不利影响方面，起到了非常积极的作用和影响。结合我国电网输电线路防雷保护技术方案设计与应用情况，其现有技术类型主要包含以下两种。

其一为常规防雷保护技术，即通过提升输电线路的绝缘水平或者是进行避雷线架设/合理降低输电杆塔的接地电阻/缩小保护角/应用输电线路自动重合闸技术/进行消雷器与塔顶避雷针安装应用等多种方法措施，提高对电网输电线路的防雷保护效果。值得注意的是，电网输电线路的常规防雷技术中，进行避雷线架设是最为常用且效果最为显著的防雷保护技术，它在输电线路防雷保护中是通过对雷电直击导线的有效防止，来实现其防雷保护作用发挥，同时能够对线路中的雷电感应过电压进行有效降低控制，达到相应的雷电分流效果，对输电线路供电运行中的雷击故障及其不利影响防护效果十分显著。

其二为非常规的防雷技术，它是除上述常规防雷技术外的其他相关技术措施，近年来在输电线路防雷保护中也逐渐应用实现。比如，通过在输电线路中进行消雷器与提前发射接闪器安装应用，在实现雷云电荷中和情况下，利用消雷器对放电雷电流进行抵消或控制。此外，上述非常规防雷技术在输电线路防雷保护应用中，通过对避雷针接闪能力提升，能够利用提前发射接闪器对避雷针的保护范围进行有效扩大，而通过将上述两种防护装置在输电线路防雷保护中设计应用，能够有效提升输电线路的防雷保护水平，但由于对其装置的防雷保护理论研究不够彻底，在实际应用中也存在一定的局限性。除上述非常规防雷技术外，通过在输电线路上进行水柱引雷装置以及火箭引雷装置等安装应用，也能够对输电线路起到较好的防雷保护作用。

2电网架空输电线路差异化防雷研究

2.1我地区电网220kv架空输电线路的雷击故障及防雷保护分析

根据对我地区电网输电线路的雷电故障情况统计显示，我地区电网系统的220kv电压线路中，出现过两次及以上雷击故障的線路数量接近20条，并且20条线路输电运行中，因雷击故障引起的断电故障次数达到40次左右，在整个电网220kv电压线路故障情况约占48%。由此可见，雷电故障对电网输电线路安全/稳定运行的危害影响十分突出。此外，对我地区电网输电线路的防雷保护措施进行分析显示，其在电网输电线路运行保护中，主要存在以下较为突出的问题。首先，我地区的电网输电线路供电运行中虽然采取了相应的防雷保护措施，但是其雷击故障发生次数并未得到明显的控制，由此可见，其电网输电线路防雷保护措施并不能满足输电线路运行的实际需求，需要进行改进和完善;其次，电网输电线路供电运行中，虽然针对各区域进行了相应的防雷保护设备，但是，由于没有从输电线路系统运行的整体层面进行分析和考虑，导致其防雷效果并不明显，整个电网的输电线路雷击故障数量未得到控制，根据这一情况，在电网输电线路防雷设计中，应对相同区域的不同线路进行差异化防雷设计，以满足其防雷需求;同时，针对相同线路的不同杆塔部位，在防雷设计中也应采取差异化处理措施;最后，对部分基础资料缺失的电网线路，在输电电路防雷设计中，由于其防雷设计的有关计算无法正常进行，因此，在实际设计中并不能采取有效措施进行防雷保护;而对相同杆塔中的多条不同输电线路所发生的雷击跳闸问题，与其线路的接地电阻设计与实际防雷要求不相符有关，需要对杆塔的接地电阻进行重新计算与设计分析。

2.2电网架空输电线路差异化防雷技术方案

根据我地区电网输电线路的雷击故障情况及其防雷保护措施，为有效降低和控制雷击故障对输电线路正常运行的不利影响，确保整个电网安全/可靠供电运行，在进行电网输电线路防雷改造设计中，需要根据输电线路的不同防雷等级要求，采用增加安装线路避雷器以及绝缘装置/进行耦合底线架设/对杆塔接地电阻进行有效降低等多种不同方式灵活设计和应用，以提高整个电网架空输电线路的防雷保护水平。

首先，在电网输电线路差异化防雷设计中，通过增加安装线路避雷器来优化和提升输电线路的防雷保护能力，实际上是指在原有的输电线路防雷保护设计基础上，通过另外增加安装避雷器装置，使其在雷电作用下，使小部分雷击电流能够通过杆塔主体实现接地，而对大部分雷击电流则利用避雷器向相邻杆塔传输，并且这一过程中，输电导线之间会产生相应的电磁感应，而避雷器与导线则会产生相应的耦合分量，从而促进输电导线的电位提升。在上述防雷装置的安装应用下，由于绝缘子闪络电压比导线和杆塔之间的电压高，会导致输电线路中避雷器产生较好的钳电位情况，从而起到较好的防雷保护效果。需要注意的是，通过增加安装避雷器，以实现对220kv电网架空输电线路的差异化防雷保护中，对避雷器的加装使用，应从以下方面对其安装使用条件进行控制，即，对地闪密度在5至7.98之间的山区电网线路防雷保护中，对避雷器的安装需要满足档距高于600m的输电杆塔或者前后直线塔条件要求;而对地闪密度在2.78至5之间，同时其坡度高于25o的情况，或者是地闪密度在5至7.98之间，同时其坡度在30o以上的输电线路杆塔，在进行避雷器安装使用中，应以外坡的侧边作为最佳安装位置等，以避免影响其避雷防护效果。

其次，对输电线路的绝缘配置进行强化，能够通过不平衡的高绝缘防雷措施，对输电线路多回同时跳闸发生率进行有效控制和降低实现，从而达到输电线路雷击故障防护效果。由于电网220kv电压线路的同塔多回线路中，绝缘水平较高的输电线路回路，其绝缘性能与其他回路绝缘水平相比约高出15%左右，因此，在输电线路防雷设计中，对符合条件的输电线路通过加强其线路的绝缘配置，能够有效提升输电线路的雷击电压承受能力。

除上述防雷措施外，对电网架空输电线路的差异化防雷设计中，还可以通过降低输电线路杆塔的接地电阻以及进行耦合地线架设等方式，促进输电线路线路雷击防护与故障控制能力提升，从而达到较好的输电线路防雷保护效果。

3结束语

总之，对电网架空输电线路差异化防雷研究，有利于促进我国电网架空输电线路防雷保护技术水平提升，从而有效避免和降低电网供电运行的雷击故障及其不利影响产生，在确保电网安全/可靠供电运行方面，具有十分积极的作用和意义。

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