输电线路防雷保护和运行对策

段树涛

摘要：随着人类社会的进步和经济技术的革新，电力资源得到了广泛的运用。随着电力线路的普及，电力安全事故逐年增多。特别是雷击，致使电力保护建设面临严峻的考验，事故的造成导致大量的人力物力损害，增加了劳动强度。如何有效地防雷保护是当前亟待解决的问题。

关键词：输电线路;防雷保护;新方式

一、雷电对输电线路的影响

电网中的事故以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在山区输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的，据运行记录，输电线路的供电故障一半是雷电引起的，所以防止雷击跳闸可降低输电线路故障，进而降低电网中事故的发生频率。

1、感应雷过电压。雷击线路周围地面或线路杆塔时，会出现电磁感应现象，从而在导线上引发过电压，增大导线中的电流，产生一种严重威胁人身财产安全的“高压线”。因主放电自身速度的原因，会在导线两侧运动并产生一种感应过电压波，这种感应过电压会在瞬间把线路变成为“高压线”。针对这种现象，在设置电缆时，最好把电缆埋入地下，而不是利用架空方式来预防感应雷，同时还应增设相应的室内线路防雷设施，加设专门弱电保护装置。

2、直击雷过电压。雷电直接击中线路即是直击雷过电压，这时会有很多雷电经导线带来电压变化，在雷电直击方位会造成电位上升。直击雷过电压会带来许多严重危害，例如热效应及电效应等，会给输电线路带来严峻的损坏，甚至会造成不必要的人员伤亡，所以在输电线路设置工作中，为了防止直击需布设很多避雷针，利用避雷针加强对雷击的引导，从而对屏蔽起到积极的作用。

二、输电线路防雷保护的重要性

1、输电线路是电力系统的主动脉。在整个电力系统中，输电线路可看作是主动脉。由于输电线路线路长度较长，而且其分布广泛，在整个电力系统中发挥着重要作用。正是由于输电线路在整个电力系统中发挥着主动脉的作用，所以需重视其防雷保护，这样才能保障整个电力系统的安全运行。

2、输电线路遭受雷击后果严重。输电线路的正常运行关系到整个电力运输系统和使用系统的安全，而且这些输电线路分布较广泛，线路较长，并且这些输电线路所经过的外部环境较恶劣，从而导致整个输电线路遭受雷击的可能性较大。输电线路被雷电击中后，就会导致跳闸事故，影响电能的正常供应。此外，输电线路遭受雷电后，整个线路及一些开关设备有可能也受到损坏，更严重的情况是变压站内的设施也被殃及，给电力企业造成巨大的损失。因此，需重视对输电线路的防雷保护。

三、输电线路防雷原理

1、合理选择路径。雷电对线路的影响包括线路附近区域的地理位置、地貌、天气情况、雷暴日等，这些因素会对电线的工作环境造成影响。因此，防雷设计前，要先调查清楚当前地区的实际情况，然后分析收集到的气象资料，尽量避开山谷、密林、河流、山峰等雷电多发区域，降低雷击现象的发生频率。

2、防雷措施。我国市面上使用的防雷措施有架设避雷线、降低杆塔接地电阻、安装避雷设备、加强线路绝缘及装设耦合地线，这些措施能提高线路的绝缘等级或增强雷电流泄流效果，提升线路的避雷效果。当设计人员确定线路路径后，其需使用防雷措施降低电磁场、强电流、热效应的危害，利用接地线将电流引导进地面中，避免输电线路损坏。防雷设施的设计与雷击强度、电流峰值及整定电流相关，也受到电阻、避雷线等设备参数的影响。

3、安装继电保护装置。继电保护装置可对线路进行有效保护，能合理控制雷击的影响范围，从而达到减小停电范围的效果。自动重合闸的合理选用，有助于线路在遭受雷击跳闸后迅速恢复。由于线路绝缘具有恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后迅速去电离，线路绝缘不会发生永久性损坏和劣化，自动重合闸效果好。

4、“疏导式”防雷保护。我国避雷设施的核心策略为努力提升线路的雷电抵抗能力，降低雷电跳闸带来的威胁。电网企业将雷电跳闸率作为衡量防雷措施效果的重要标准，防雷保护较多的采用“堵塞型”防雷方式，这种方法主要应用在电源较少、电网薄弱的环境中，但在一些电源较多的线路中使用效果却并不理想。

四、输电线路新防雷方式

1、新型输电线路架构设计。随着电力工程技术发展，新型输电线路架构形式在安全性和输电效率方面有很大改进，同时受社会供电量需求增长的影响，以往的输电线路架设方式已达不到当前智能电网建设的需要，而且整体防雷能力也有显著不足，所以应在现有线路基础上予以改造，实现输电线路架构的优化，使其在达到更高输电能力的同时兼顾防雷安全性要求。

2、可控放电避雷针技术。尽管线路避雷针的设计能减轻雷击所带来的线路损伤，但仅能针对单一方向的雷击电流，缺乏灵活性，在部分环境中达不到良好的避雷效果。而新型的可控放电避雷器，其具有自主放电的特点，在防雷方面更加灵活，环境适应性也显著改善。

3、引用无源电晕场驱雷器。无源电晕场无源驱雷器是利用金属多短针形成的“似尖端效应”，使电晕场驱雷器周围的环境电场远高于被保护目标物，但低于传统避雷针，从而使被保护物体处于相对安全的状态。这种驱雷器的结构由许多放电极短针尖端组成的球面，下面是一个支撑座，当雷暴云来时雷云电场达到空气击穿閾值时，驱雷器电晕舱及尖端产生高达30mc/s电晕离子，在驱雷器及其被保护物体上方形成电晕离子层。覆盖在被保护目标上的电晕离子层抑制上行正先导的始发，从而减少接闪的可能性，更大程度地保护目标物不被雷击。同时，电晕离子层离子在雷云电场作用下不断向上扩散，与雷云电荷相互作用，使云-地极板等效为漏电环电容，有效抑制雷云充电至放电击穿水平，削弱了雷云下行先导的发展速度及强度，阻碍雷云放电通道建立。众所周知，雷暴的形成到泄放消失大约30～60min的时间，半个小时后雷暴云就随着大风消散远去，实现“非引雷入地”防雷。这种防雷方式是近年来的新产品，拥有了国家发明专利及相应实验室的认可。最重要的是在国网输电线路上已得到应用，而且在关键线路起到了相当好的效果，能减少经常跳闸的线路。

参考文献

[1]夏华杰.试析输电线路的防雷保护措施应用[J].科技致富向导，2016（05）.

[2]袁存景.论输电线路防雷保护及新方式[J].电器工业，2020（09）.