输电线路雷电防护的现状与分析

赵阳 杨洋菠

摘要：据统计，我国因雷击引起的输电线路跳闸事故约占40%-70%，特别是在雷电多发区、土壤电阻率高的地区和山区。此外，输电线路的电压水平越高，遭受雷击的风险越大。因此，如何有效地制定输电线路防雷措施已成为保证电力系统安全、可靠、稳定运行的重要工作之一。

关键词：输电线路;防雷;现状。分析研究

1线路防雷措施的决定因素

当输电线路遭受雷击和闪络时，自动重合闸装置消除工频连续电流并继续运行。只有当无法通过自动重合闸消除永久性故障时，线路才会停止运行。输电线路采取何种防雷措施，主要取决于电力运行部门雷电事故的核方式。我国目前的评估是雷电闪络率。世界上大多数国家，如欧洲、美国和日本，都评估雷击的失败率。因此，由于评估方法不同，我国防雷措施的出发点是尽量不让线路雷击闪络，即采用“阻塞”法。我国雷击后虽然采用自动重合闸装置消除了闪络故障，但在工频电弧的作用下，绝缘子表面会发生烧蚀。因此，每次雷击闪络后，有必要派一名线路员寻找线路，以找到烧坏的绝缘子。但国外采用的是“疏浚式”方法，即允许线路发生雷击闪络，闪络后可通过自动重合闸消除闪络故障。由于工频电弧一般与绝缘子平行引至保护间隙燃烧，绝缘子表面不会烧损，因此一般不需要巡线查找烧损的绝缘子。

2架空输电线路的防雷措施

2.1设置避雷针

避雷针通常用于高压等级的架空输电线路，可有效避免雷电直接击中架空输电线路的导线，从而减弱过大冲击电流对架空輸电线路的直接破坏。一般来说，架空输电线路基本上都设有防雷线路，在超高压或超高压架空输电线路上设置两条防雷线路。该方法通过增加防雷线路的数量，提高了防雷线路的防雷能力。避雷线的保护角对架空输电线路的防雷水平影响很大。我们需要调整避雷线的保护角度，以提高线路的防雷能力。在相同条件下，避雷线的保护角越小，架空输电线路的防雷水平越高。减小避雷线的保护角可以大大降低输电线路的雷击绕组率，从而更好地防止雷击故障。

2.2降低塔的接地电阻

降低杆塔接地电阻对防止雷击具有重要意义。当雷击绝缘电阻高的架空输电线路时，架空输电线路的塔顶将形成更高的电位，绝缘子将承受更大的电压，更容易发生故障。如果架空输电线路上的绝缘子发生故障，将破坏电力系统的平稳运行。同时，在线路杆塔绝缘电阻低的情况下，雷击杆塔时，杆塔顶电位较小，绝缘子承受的电压较小，不易击穿。降低绝缘电阻的方法有很多，如延长接地体的长度，增加接地体的埋深，使用新型石墨烯接地体，使用降阻剂，合理使用这些方法可以降低杆塔的接地电阻，提高架空输电线路的防雷能力。

2.3调整绝缘子爬电距离

调整绝缘子爬电距离也可以对架空输电线路起到一定的防雷作用。调整绝缘子爬电距离的方法是将绝缘子上的绝缘片数量增加到合理值;改变安装在架空输电线路上的绝缘子类型。在架空输电线路中，不同类型的绝缘子对绝缘子爬电距离的调整效果不同，因此在调整前应充分了解绝缘子的相关特性。通过合理调整绝缘子爬电距离，可以提高架空输电线路的最大击穿电压和全线的防雷能力，从而提高架空输电线路的绝缘能力。需要注意的是，架空输电线路和变电站的绝缘容量应基本相同，而架空输电线路的防雷则采用这种方法实现。如果不达到这一条件，架空线路雷击产生的电波可能会损坏变电站设备，进而造成巨大的经济损失。因此，架空输电线路绝缘能力的提高应保持在一个合理的范围内，否则会破坏电力系统各部件之间的平衡，这对电力系统的顺利运行是非常不利的。

2.4安装保护间隙

架空输电线路的防雷不仅可以通过阻塞实现，还可以使用“沟道”防雷作为“阻塞”防雷措施的有力补充，如在架空输电线路上装配并联保护间隙。绝缘子之间应装配平行间隙，以便雷击架空输电线路时产生的闪络发生在平行间隙中，从而最大限度地减少雷击对线路造成的损坏。组装保护间隙时，确保架空输电线路上绝缘子的长度大于开弧角。在此条件下，安装保护间隙可以更好地起到疏导工频电弧的作用，促进工频电场的合理化。由此可见，增加保护间隙可以从另一方面更好地实现架空输电线路的防雷，为输电线路的防雷提供了新的思路。

2.5安装可控放电避雷器

可控放电避雷针是安装在输电线路杆塔顶部的一种特殊结构的避雷针装置。通常安装在500kV电压等级的架空输电线路上。当雷击架空输电线路时，采用控制放电避雷针可以降低线路的绕线率，从而降低线路的雷击跳闸率。当可控放电避雷针安装在地面附近电场强度较低时，雷云不会在地面避雷针保护区内的地面物体范围内发生放电，可控放电避雷针针（通过行政拔罐、均压环控制放电、可控储能装置）可控储能装置在储存电场能量的雷云工况下，可控放电均压环和主放电针处于同一电位和浮动状态，与周围大气电位差小，电场强度t尖头减小，几乎不发生电晕放电，即保证小空间电荷的要求。通过分析架空输电线路可控放电避雷器在雷击时的动作过程，可以得出结论，该措施能有效地降低电晕放电雷电对输电线路造成的损害，特别是在降低跳闸率和抑制电晕放电方面。

2.6安装耦合接地电缆

耦合地线是降低线路反击跳闸率的有效防雷措施。对于一些建成投产后经常发生雷击故障的线路段，可采取在导线下设置地线的措施。在架空输电线路的防雷过程中，耦合地线通常有两种作用，一方面增加避雷针与导线之间的耦合效应，降低绝缘子串上的电压;另一方面，耦合地线也可以增加雷电电流的分流效应。运行经验证明，耦合地线起着重要的作用这种良好的特性使耦合地线广泛应用于架空输电线路的防雷保护中。

3结论

雷电活动是一种小概率事件，具有很强的随机性，在确定输电线路防雷措施时，应充分考虑线路的重要程度、系统运行方式、雷电活动特性的位置、地形和土壤电阻率等条件，基于调节M的原则。因地制宜，经济合理，适用于一种或多种防雷措施，提高输电线路的防雷水平，降低雷电事故发生的概率。

参考文献

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