输电线路设计中线路防雷技术的运用研究

黄位华 权海亮

摘要：输电线路的安全性与可靠性是整个电网稳定运行的关键，但由于其长期暴露于室外环境，尤其在夏季容易遭受雷击，因此输电线路的防雷设计工作具有非常重要的意义。文章在分析雷击对输电线路的危害的基础上，探讨了输电线路防雷设计的要点，以有效避雷，维护电网安全运行。关键词：输电线路;防雷设计;电网安全;避雷线

1.引言

我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨过江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，由于长期裸露于自然环境中，因而容易遭受各种自然现象的侵害，尤其是雷击灾害的频繁发生引起了相关单位的重视，如何昀大限度地避雷成为相关工作人員的研究重点。本文基于作者的工作经验，旨在探讨输电线路防雷设计的要点，以供参考。

2.雷击对输电线路的危害概述

雷击的破坏力极大，且在夏季频繁发生，输电线路一旦遭遇雷击后果十分严重，具体表现在以下四个方面：

绝缘子闪络。在全国大部分地区的 110kV输电线路中，即使应用了合成绝缘子，但仍未能避免雷击闪络这一突出问题。

雷击跳闸。当输电线路处于雷电环境中，由于雷电电压很高，电线电阻不变，电流短波时间内迅速增大，空气电闸就会跳闸。跳闸不仅影响供电，还会沿线路侵入变电所。

断线。据有关数据统计，雷击断线事故约占总雷击的 96.8%，约占配电网绝缘事故的 36.8%，不仅破坏电力供应，甚至危及生命。

大气过电压。当电力系统突然遭遇直击雷或雷电感应时，电气设备所承受的电压就远远超过了额定值。一旦发生大气过电压便会造成停电，甚至危害人的生命安全。

输电线路防雷设计的意义

1输电线路的安全性是用电生活的基础保障

输电线路是整个电力系统的主干部分，电线将巨大的电能输送到各个变电站及千家万户。输电线路能否安全运行，直接会影响到我国电网的稳定性，并保证向用户的输送可靠的电力。输电线路的安全运行是电力系统的中心任务所在，并在电网中占据着举足轻重的地位，是向各行各业的生产生活的基础所在，同时也是广大人民用电生活的需要。

3.2防雷处理是输电线路的安全的重要课题

我国幅员辽阔，雷电活动较为频繁，而我国电力系统的事故和障碍中，雷电事故在其中占有着很大的比例，这些事故不但影响了电力系统的日常供电，而且增加了输电线路及设备维修的工作量。如果电力系统的设备保护不够完善，则会引起其设备绝缘的损坏，影响安全供电。如何减少输电线路的雷害事故，较少电力损失，并保证生产和生活中的输电线路的安全性，是电力系统安全运行的一项重要课题之一。

4.防雷技术在输电线路设计的应用

输电线路大多较长，且沿线经过山岭、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷电活动频繁地区，遭受雷击的机率较高。雷击架空输电线路引起跳闸是昀常见的雷害事故，不但影响电力系统的正常供电，增加线路及开关的维护工作，而且由于输电线路上落雷，雷电波会沿线路侵入变电站，若变电站设备保护措施不完善或失灵，往往会损坏站内设备的绝缘，造成重大损失。为此，在输电线路的设计中必须重视防雷设计，通过采取综合的防雷措施，以提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，确保线路和站内设备的安全运行，进而提高电网供电可靠性。

4.1提高输电线路的绝缘水平

输电线路的绝缘水平直接影响着其耐雷水平，采用科学的检测手段，加强零值绝缘子的检测，以此确保输电线路的绝缘强度符合标准，同时这也是确保线路耐雷水平的重要措施。通常在设计输电线路时，应结合工程实际情况，对比各种绝缘子性能，分析其特性，以便选择昀佳的绝缘子。当前，由于玻璃绝缘子具有良好的耐电弧性、不易老化等优点，因而在输电线路设计中被广泛应用。

4.2降低杆塔接地电阻

如果要确保雷电电流流顺利接入大地中，输电线路杆塔就必须接地，为了提高送电线路的抗雷击性能，就应尽量采取有效的方法降低送电线路杆塔的接地电阻。输电线路接地电阻值大小直接影响着其耐雷水平。要想降低杆塔接地电阻就必须对杆塔区域的土壤电阻率情况有充分的了解，这样才能采取有效的手段来降低杆塔接地电阻。降低杆塔接地电阻的方法较多，而能够获取昀好效果的方法就是对送电线路杆塔接地进行改良，主要能从以下几方面着手：第一，选择更好的送电线路杆塔接地材料。采用新型接地材料，例如优质的非金属接地模块。相较于传统接地材料，非金属接地模块具有适用地区广、成本经济性好、施工方便、占地小、吸湿性强、保湿特性，抗电流冲击能力强，耐温差性能强等特征和优势，能够昀大程度降低接地电阻，不仅提高了接地效率，还保证了接地体的稳定性。第二，采用新型降阻剂。传统的降低接地电阻的方法较多，但是均存在一定的缺陷，随着时代发展，已经不再适用。而采用新型降阻剂的方法，能够起到较好的防雷击、防干扰、防静电作用。

4.3安装线路避雷器

在输电线路杆塔上安装避雷器，这样在线路受到雷击后，雷击电流超过规定值时，通过避雷器能够将雷电电流分流，一部分分流到相邻的杆塔，另外一部分分流进入大地中，从而保证绝缘子不会发生闪络。线路避雷器的材料主要为金属氧化物，该材料具有吸收各种雷电过电压并操作过电压的能力。当前，输电线路中常用的避雷器主要有两种，分别是无间隙型避雷器和带串联间隙型避雷器。其中无间隙型避雷器直接与导线相连接，是基于电站型避雷器而创新出的新产品，具有众多优点，包括无放电时延、吸收冲击能量可靠、避雷器本体完全不带电等;而带串联间隙型避雷器是通过空气间隙与导线相连接，主要具有使用寿命长、可靠性高等优点。而两者中又以带串联间隙型避雷器应用昀为广泛。

4.4其他防雷措施

第一，设计中选择输电线路路径时，应充分考虑线路架设区域的情况，特别是雷电多发区域或是不利于开展防雷措施的区域，在设计中必须尽量避开，如果线路杆塔接地无法避免必须设置在容易遭受雷击的地区，在设计时应采取有效措施来降低接地电阻。第二，结合当地实际情况以及防雷方面的经验、特点，选择即经济适用又可靠有效的避雷方式方法。第三，在设计中如果无法避免雷电多发区域，则必须尽量减少大跨度设计，同时在规程允许的范围内降低杆塔高度。第四，加强输电线路的验收。对于新架设投产的输电线路，必须做好相关验收工作，对接地体埋深进行检查，确保其符合规程要求;检查射线长度，确保其符合设计长度标准;对接地体和接地引下线进行检查，确保两者之间的电气连接安全可靠等。第五，日常生产工作中，加强对输电线路线损情况检查、维护、管理工作，对于老旧线路，应尽量更换为新型线路;针对雷击多发区域的线路，必须加大整治力度。

4.5恰当运用线路避雷器

对于采取上述防雷措施后，雷击跳闸依然比较频繁的地段，可考虑安装线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的输电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。但由于装设避雷器投资较大，设计新建线路中较少使用。

5.结束语

总之，从输电线路设计防雷措施的原则、输电线路雷击跳闸原因以及输电线路设计防雷措施方面进行了分析与探讨，具有非常重要的意义。不仅有助于提高输电线路设计水平，确保输电线路的正常运行，还有助于促进我国电力事业的可持续发展。

参考文献

[1]周振海.浅谈输电线路设计防雷措施.2018：211.

[2]孙学明.关于电力工程输电线路防雷设计研究.2019：153