输电线路差异化防雷技术与策略

输电线路差异化防雷技术与策略

蒋林

（云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖655400）

摘要：我国电网防雷体系由变电站核心防御及输电线路外部防御组成，地处旷野中，很容易会受到雷击的破坏，虽然采取了很多防雷措施，但是因为雷击而造成的线路跳闸始终是主要的跳闸原因。近年来随着科学技术的发展，六氟化硫断路器、氧化锌避雷器等大量应用到了电力系统中，大大提高了电网的防雷能力，但是目前我国电网防雷体系中雷击防御薄弱特征仍然非常明显。

关键词：输电线路；差异化；防雷技术

近年来随着我国社会经济的快速发展，电力电网得到了快速的发展，然而，电力技术并没有得到很大的提高，输电线路防御一直都是薄弱的环节，随着电网技术的快速发展，输电线路防雷技术中的缺陷开始日益突出，面对这种情况，我们必须通过相应的措施来减少因为输电线路因素而带来的影响。

1、雷电对输电线路破坏的原理

我国电力系统中，输电线路可能会受到多种因素的影响，自然因素就是主要的影响因素之一，雷电、暴雨及霜冻等都是常见的影响因素，而雷电是其中最频繁、最为常见的一种影响因素。

雷击是高压输送电路故障的最大自然因素，一旦发生故障将会造成电力资源的极大浪费。雷电活动会产生剧烈的热电及磁场效应，同时还会造成强大的机械性破坏力，进而造成机械损失，高压输电线路在裸露旷野中很容易因为受到电磁效应的影响而受到过电压的危害。电子设备的集成度很高，目前已经在整个电力调度系统中应用，高集成电子设备对雷电电磁脉冲反应非常强烈，一旦被雷电击中，将会产生超负荷过电压磁波，电磁波将会沿着线路网传入到变电站中，变电运行设备介电强度就会下降，造成感应电子器件的破坏，同时供电保护装置及监控系统还会出现误动作，造成设备跳闸断电等问题，使现代电力变电输送网受到极大破坏。

输电线路遭受雷击也被称作大气过电压，主要分成感应雷过电压和直击雷过电压两种类型，被雷击的主要原因在于雷云放电过程中，过电压将电路杆作为放电载体，将线路绝缘击穿。雷电需要建立放电蟹柳通道，使雷云中的异种电荷和大地感应电荷之间互通，因此，是否受到雷击影响与接地装置的完好性直接相关。如果感应雷过输电线路的过程中，电压能够达到400kv，这时电压值对35kv以下线路绝缘将会造成极大的威胁，但是感应雷不会对110kv以上线路绝缘造成过大的威胁。

2、输电线路差异化防雷策略

2.1输电线路防雷策略实施的差异

现阶段输电线路防雷措施主要由加装线路避雷器、减小避雷线保护角、降低杆塔接地电阻等，只有严格按照输电线路雷击故障规律对这些防雷措施进行配置，才能使其功效得到真正发挥。因此，需要找到每个杆塔防雷的薄弱点，并选择差异化的防雷措施，才能提高防雷工程的经济性与技术性。

2.2评估防雷安全风险

按照差异化防雷性能的评估方法，可以针对需要改造的对象的安全风险进行评估，通过评估以后，可以顺利获得线路不同级别杆塔的防雷风险等级，了解风险等级高的决定性因素。

2.3制定改造方案

按照得到的风险评估结合，充分结合线路的实际运行情况，提出具体的防雷改造原则，具体包括降低雷击事故率、降低雷击跳闸率、降低反击风险等。按照防雷措施特点和杆塔防雷风险决定性因素，对防雷措施进行有针对性的选择，例如因为保护角比较大，会造成绕击风险较高，这种情况下可以选用减小保护角的方式进行防雷。与改造原则相结合，对合适的防雷措施进行选择，此外，还可以制定出很多具有不同特点的备选方案。

2.4对线路差异化防雷设计进行改进

通常情况下传统输电线路设计防雷装置是相对简单一些的，同时在防雷方面也缺少全面性和有效性，而差异化防雷装置的应用可以有效避免传统防雷装置应用过程中存在的弊端，这主要是因为差异化防雷装置在设计时主要针对输电线路各种影响因素、输电线路的基本特点以及地形等情况展开了综合的分析与考虑，在此基础上设计出了差异化防雷装置，防雷装置的合理性得到了较好的保证。以优化差异化防雷设计理念展开安装以后，可以使杆塔上输电线路受到雷击得到有效的避免。

3、输电线路差异化防雷技术

应用输电线路差异化防雷技术需要经过非常详细的分析，才能最终确定出具体的安装方案，下面主要针对几种常见的输电线路差异化防雷技术进行分析。

3.1输电线路雷击闪络风险评估

输电线路雷击闪络风险评估可以对输闪络风险进行有效评估，进一步评估出输电线路的耐雷击程度。在评估过程中主要需要对输电线路设计、杆塔结构等因素进行考虑，并评估出每个基杆塔的耐雷性能。同时，还需要对当地雷电情况进行评估，结合杆塔所在区域的雷电活动情况、绝缘配置等情况评估雷击程度，并将雷击程度评估集合与杆塔耐雷性能评估结合结合在一起，最终对输电线路雷击闪络风险评估进行确定。

3.2输电线路参数统计

输电线路参数分析可以从两方面展开分析：首先，从线路走廊雷电参数统计角度展开分析，利用雷电监测系统获取雷电监测资料，对雷电流幅值积累概率、地面闪电密度等进行分析，以掌握不同区域、不同时间雷电的活动情况。其次，从线路特征参数统计的角度展开分析，针对不同地区走廊地形条件、杆塔结构以及线路组成情况等信息进行分析，最终对线路运行特征进行确定。

3.3合理选择线路路径

从大量线路运行经验中可以看出，输电线路遭雷击部位多数情况下集中在线路某段区域中，所以，在设计工作中如果可以躲避这些地区，注意对线路进行相应的保护，那么就可以避免雷害事故的发生。通常情况下容易遭到雷击的地段有潮湿盆地，例如铁塔周围有沼泽地、水库及灌木等；山区风口、河谷及顺风峡谷等；土壤电阻率突变地区，例如地质断层带、小河山谷、岩石与土壤交界处等；地下水位较高、地下有导电性矿地面等。这些位置安装了避雷器以后，雷击产生的电压将会高于一定幅值，这时会产生动作，将雷电泄放到大地中，通过这种方式来抑制电压升高，最终保证线路及设备的安全性。

3.4根据电压等级架设避雷线

输电线路防雷应结合线路电压等级、系统运行方式等因素，选择合理的防雷方式。①35kv线路不适合进行避雷线的全线装配，通常情况下需要将1~2km的避雷线装配到变电所进线位置，并在雷电非常活跃的地区进行装配。②110kv线路全线应装配避雷线，山区中应该选择双避雷线，雷电活动较少的地段不用装配避雷线。③220kv线路全线应装配避雷线，尽量选择双避雷线，装配避雷线的输电线路应专注杆塔上避雷线对边导线的保护角，通常保护角设置为20°~30°，并注意将杆塔接地做好，按照土壤电阻率的不同设置不同的工频接地电阻。

结语：

综上所述，输电线路在电力系统中是非常关键的组成部分，保证输电线路安全运行非常重要。实际上输电线路很容易会受到一些不良因素的影响，雷击就是最典型的因素，雨季雷电活动相对频繁一些，受到雷击的概率也比较大，为了保证输电线路能够安全的运行，将防雷措施做好非常关键。差异化防雷技术对输电线路特点、雷电活动特点进行了综合的分析与考虑，设计出了最合理的防雷方案，因此，其应用可以有效降低被雷击的可能性。

参考文献：

[1]赵淳,阮江军,陈家宏,谷山强.三维激光扫描技术在输电线路差异化防雷治理中的应用[J].电网技术,2012,（1）:195-200.

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[3]陈家宏,赵淳,王剑,吴清.基于直接获取雷击参数的输电线路雷击风险优化评估方法[J].高电压技术,2015,（1）:14-20.