架空输电线路雷电绕击与反击的识别杨留柱

架空输电线路雷电绕击与反击的识别杨留柱

杨留柱

国网河南省电力公司漯河供电公司河南漯河462300

摘要：近年来，架空输电线路雷电绕击与反击问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了输电线路的雷电过电压发生机理，以及输电线路的雷电过电压电磁暂态仿真，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了架空输电线路有效防雷对策，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：架空输电线路；雷电；绕击；反击

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，架空输电线路雷电绕击与反击的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对架空输电线路雷电问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2概述

架空输电线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子串和金具等主要元件组成。导线用来传导电流，输送电能；避雷线是把雷电流引入大地，以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏；杆塔用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线间，导线与避雷线间，导线和杆塔间，导线和避雷线间，以及导线和大地、公路、铁轨、水面、通信线等被跨越物之间，保持一定的安全距离；绝缘子用来使导线和杆塔之间保持绝缘状态；金具是用来连接导线或避雷线，将导线固定在绝缘子上，以及将绝缘子固定在杆塔上的金属元件。电网中事故以输电线路故障占大部分，输电线路故障又以雷击跳闸占的比重最大。据运行记录，架空输电线路供电故障一半以上是由雷电引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路故障，进而降低电网中事故的发生频率。有的架空线路虽装设了避雷线，但还是遭受雷击，产生供电故障，所以输电线路的防雷一般情况下要根据据具体情况选择一套完善的防雷措施，进行综合治理。

3输电线路的雷电过电压发生机理

3.1感应雷电过电压

由于雷云在对地放电的过程中，放电的通道会在其周围的空间发生剧烈的变化，从而会使输出电线对地面输出高电压电流，例如U=300kV-400kV等，所以在感应雷电应该做出相应的防护措施，波形相识幅帜相近在模型基础上给出了架高空线路感应雷电过电压的幅度值公式ku=k3，h为导线高度；D为雷击点导线距离；系数K1K2K3是有雷电电流的特性决定的，参考以上数据能帮组有关部门解决许多实际问题。

3.2反击雷电过电压

许多雷电会击中输电杆塔从而会引发大量电流从输电杆导入大地，所以要装上避雷针来抗击电流躲避雷电，使其直接流入大地，在雷电击中导线增加电阻，雷电会沿着线路向大地传导。在雷击中塔顶时，塔杆电感会随着电阻的增大而使塔顶电位升高，如果电位达到一定值会发生联络-反点，跳闸等问题。在电流作用在塔顶上时塔干会收到很大的压力。绝缘子发生联络，使输电线接地发生事故。输电线路中的电流会发生大幅度的提升。在反击的过程中塔位电位提升绝缘纸击穿的过程中雷电流注入输电线路的通道。

4输电线路的雷电过电压电磁暂态仿真

在感应雷电的过程中需要采用EMTP电磁进行电路的感应和绕击反击等仿真计算，雷电电压都与气象条件有关大部分的原因，是由外部大气压过大，雷电反击过电压。和电流的雷电侵入播过电压，如果在输电线路附近有雷云，应该感应电压放电与雷电侵入的电压，要先导入电荷对输电线路电荷产生静电感应的两端都应该先放电一段导线作为束缚电荷。雷云在主要放电电荷迅速中和束缚电荷将立即转变成自由电荷。自由电荷的两侧将会造成电压感应过电压。实际上许多电压的静电从电荷的密度和雷流的幅度不断正大电流幅度的距离导线远近都导致回路中各部分磁通量都随着时间的变化率加大，雷电感应一定要通过严格的计算和一定的理论知识来进行研究。

由上述可知本文在进行仿真模型的基础上，对感应、绕机、反击等3种类型进行了不同的计算和很多次仿真。仿真大都采用了雷击点后多种距离点进行计算，不同方式的雷电流波形分散性不同，而且本文还根据许多经验来进行测验。例如；在110、220、500kV电压等下都能适用，根据仿真的结果可以表明，由于在信号减弱在不受雷电流波形分散性的影响。而且对感应和直击雷电是具有电大效果的，为三相电在导线的减弱成度中基本上是相同的，由于在雷电流行波信号获取方式是有很大效果的。

5架空输电线路有效防雷对策

5.1加大输电线路运行维护工作力度

定期对线路运行进行维护是保证线路抗雷、防雷、提高其健康水平的有效手段。首先，建立健全设备台账、技术资料，健全所辖高压输电线路详细的线路数据库。其次，对线路进行定期及常规巡视，通过检查接地体引下线部分与架空地线接触情况，连接螺栓的紧固情况，接地装置地下接地网的开挖检查，判断接地体的腐蚀情况。对于使用降阻剂杆塔要重点关注，通过开挖认真检查与测试。使用降阻剂杆塔经常存在有接触不良、在运行期间因腐蚀、开焊、盗窃等原因使得接地电阻增大的情况。此时，要及时更换和修补锈蚀严重的接地引下线和接地体，确保地线和接地装置的导通情况良好。最后，对接地网的走向、布置、测试及开挖检查情况进行详细记录，并做好资料的归档整理，以备案再用。同时根据季节变化，做好线路防护区的清障工作，保证线路走廊有足够的安全间隙。

5.2降低杆塔接地电阻

对线路杆塔接地电阻进行普测和维护改造，按《架空输电线路运行规程》要求对110kV及以上线路杆塔全部要定期测试。工作中规范接地电阻的测试方法，测量杆塔接地电阻要注意根据杆塔接地装置的布置方式，合理地布置测量引线，确保测量数据的准确性，对测试阻值不合格的在雷雨季节来临前及时进行改造。降低路杆塔接地阻值一般分几种情况：对山区土壤电阻率较高地区的杆塔一般采取换土、更换接地体、及时补充丢失的接地体、增加铺设射线、沿等高线埋设连续伸长接地体的办法来达到降低接地电阻目的；对新建或者改造的线路杆塔，根据不同的地质、地形选用定型接地模块、灌注导电水泥的方法，确保接地电阻达到设计要求。根据杆塔土壤电阻率的情况尽可能降低杆塔接地电阻。

5.3利用杆塔斜拉线分流

雷电流的上升陡度普遍很高，而输电线路杆塔由于自身的电感较大，当雷电流上升陡度较大时，即使杆塔接地电阻不高，也可能直接引起绝缘闪络，这是高杆塔在防雷电方面的不利因素。针对这一问题，降低塔身电感是一项行之有效的措施。对于220千伏及以上电压等级的高杆塔、易击塔，应装设塔顶拉线进行分流来降低塔顶电位或充分利用已有的杆塔拉线，将其与接地装置并在一起。为了保证分流效果作用，要确保拉线上下两端与接地装置连接良好，以防止雷电反击。

5.4加装耦合地线或者改善接地射线

雷击过程是一个暂态和包含稳态电磁感应的过程。提高耐雷水平可以通过增加杆塔耦合系数、减少电感和减小接地电阻的方法和手段。一般情况下，在相邻的两基杆塔之间设置互连的接地线，形成一个延长接地射线，既能降低接地电阻，又能达到良好的分流作用；通过耦合地线可以改进导线和地线之间的耦合系数，合理改善耦合系数和分流系数，最终降低导地线的电位差，实现提高线路的耐雷水平。

结束语

综上所述，加强对架空输电线路雷电绕击与反击的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的架空输电线路雷电绕击与反击过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]杨庆，赵杰，司马文霞等.云广特高直流电线反击耐雷性能[J].高电压技术.2016（10）：60-62.

[2]杜林，赵立进，周海等.架空输电线路雷电过电压识别[J].高电压技术.2017（01）：115-116.

[3]王宏宇，翟洪涛.送电线路雷害事故分析及防雷技术[J].中国高新技术企业.2016（09）：88-89.