探讨输电线路雷害预防措施

探讨输电线路雷害预防措施

孙嘉琦

国网呼伦贝尔供电公司，内蒙古呼伦贝尔市， 021000

摘要：输电线路的长度一般为数十公里甚至更长，分布面也广，其杆塔一般高出地面20m以上，而且一般设置在旷野地区或者高山处，很容易受雷电影响，根据运行经验统计输电线路故障跳闸一半以上是由是雷击跳闸引起的。近年来，随着自然环境不断被破坏，每年雷暴日的数量在不断增加，使得输电线路的安全隐患也越来越多，越来越严重。为改变现状，应首先确定引起输电线路雷害故障的雷击性质，对其雷害原因进行细致的分析，并采取可靠有效的防雷保护措施，以保证电网设备的安全。

关键词：输电线路；雷害原因；防雷措施

1输电线路雷害的原因

输电线路的雷击闪电成因，是天空雷云放电形成过电压，借助输电线路杆塔产生放电通道，电路绝缘被击穿，通过这样的方式形成的电压就是大气过电压，包括感应雷过电压和直击雷过电压。雷击的原理就是为放电械流建立起通道，大地就能够对异种电荷产生感应，所以，接地装置的完备程度对雷击有直接影响。输电线路能够感应雷击过电压的极限值为400kV，对于小于35kV的线路来说，会给绝缘造成巨大威胁；对于超过110kV的输电线路来说，基本不会给绝缘带来危害。因此，直击雷是造成超过110kV的输电线路雷击故障的主要因素，接地装置的完好程度对雷击故障有直接影响。直击雷的种类分为两种：雷电绕击与雷电反击，不论哪种情况都会对输电线路的安全运行产生危害。雷电绕击的电流较小，结合电流路径小，而雷击反击的电流大，结合电流路径大。要想选择最佳的防雷措施，就要先对雷击进行深入了解，完成雷击的定性，只有准确把握线路故障的闪络类型，选择具有针对性的防雷措施，才能让防雷效果达到预先的期望水平。反击雷过电压的产生是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压，受到杆塔的接地电阻以及绝缘强度影响，在绝缘弱相出现的概率较大，不具备特有的闪络相别。针对这种情况需要对杆塔的接地电阻进行减小，增强绝缘性能，从而让防雷水平得到提升。

2对输电线路进行防雷的重要意义

雷击会对输电线路的安全运行产生很大影响，如果遭受雷击输电线路很容易出现跳闸，情况严重还会导致输电线路不能使用，电网事故因此产生，进而对电网的正常运行产生不利影响，在一定程度上对经济造成损失。因雷击而引起的输电线路跳闸时有发生，所以，对输电线路了进行防雷保护的意义重大。面对这样的现状，我们需要针对雷电情况以及雷击类型进行研究，找出需要重点进行防雷的输电线路和杆塔，对防雷方案的可操作性进行验证。

3输电线路的防雷措施

3.1装设避雷线

高压输电线路防雷的基本措施之一就是装设避雷线，这样不仅可以防止雷电直接击中导线，产生具有破坏性的过电压威胁输电线路的安全运行，避雷线还可以将雷电接引进入大地，而保证输电线路不被雷电流造成的过电压破坏。同时避雷线最重要的部分就是其保护角的设置，必须要根据规范的防雷措施设计避雷线保护角，还要考虑山坡地区对保护角的影响，防止因避雷线的不规范装置，导致线路闪络次数的增多，从而影响电网运行的安全可靠性。对于避雷线的引流功能，其实施过程是由于接地电阻的不同，使得杆塔顶部电位的差异，当雷电波在避雷线中传输时，因为线路的耦合作用很容易感应出另一个行波，但是这类行波和杆塔顶部电位不同而造成的过电压比雷电直击时造成的过电压小很多，这样就可以保护输电线路不受雷电高压破坏。通过各类模拟实验可以得出，输电线路的电压是100kV甚至更高时，需要全线装设避雷线，保护角一般采用20~30°，对于500kV及以上的超高压输电线路需要装设双避雷线，这时保护角一般采用15°及以下。

3.2降低杆塔接地电阻

接地装置作为输电线路有效防雷措施之一，其是由接地体和接地线组成，接地体一般是直接与大地接触的金属体，而接地线是连接电力设备和接地体的金属线。输电线路的雷击故障和杆塔的接地电阻是反比关系，降低杆塔接地电阻可以提高输电线路的耐雷水平，从而降低雷击跳闸故障的发生率。造成输电线路接地电阻增加的原因有四种：①化学降阻剂的失效，其会根据时间的流逝，由于外界环境的影响使得降阻能力下降，从而接地电阻被增大；②接线体被腐蚀，当施工过程中使用的化学降阻剂的化学性质不稳定，再加上土壤的pH值小于7时，接线体作为金属很容易发生电化学腐蚀和吸氧腐蚀问题，腐蚀情况最严重的就是接地线断裂，出现“失地”情况；③受自然因素导致，如雨水冲刷破坏地貌，使得接线体被暴露在地表之上无法和土壤接触；④受外力破坏，即人为破坏。为合理降低杆塔接地电阻，可以利用铁塔和钢筋混凝土的自然接地电阻，这类电阻数值虽然不高，但足以使输电线路安全可靠的工作，对于高山地区，可以采用多根放射性接地体或者连续伸长接地体，而最简单有效的方法就是采用接地降阻剂降低杆塔的接地电阻。

3.3强化输电线路的绝缘带

输电线路的绝缘带强度是影响其抗雷水平高低的直接因素，雷击事故的发生概率和绝缘带强度成正比。在雷电活跃地区和跨越大的杆塔处应增加绝缘子片数，这些地方多为雷击事故发生频繁地带，无论是杆塔顶部电位、感应过电压，还是受绕击的概率都比别处要大，适当的增加绝缘子片数，同时加大输电线路和避雷线之间的距离，都可以强化绝缘带，平时还需要加强零值绝缘子的检测工作，及时更换和检修破损的零值绝缘子。如今，我们常用同杆塔双回线路的输电设备，普通的防雷措施已经无法有效起到防雷作用，可以采用不平衡绝缘方式，以保护输电线路遭受雷击时双回线路不同时跳闸，不平衡绝缘方式就是当输电线路遭受雷击时，绝缘子片数少的回路先闪络，然后这一回路可以当避雷线使用，对另一条回路起到保护作用，提高其防雷水平，保证电网供电的连续性。对于绝缘子片数的装设，高度超过40m有地线杆塔，每增高10m就要增加一片绝缘子。

3.4采用消弧线圈接地装置

对于雷电活跃地区，难以降低线路中的接地电阻，如110kV及以下电压等级的电网可以采用不接地方式或消弧线圈接地装置，这种装置可以使雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，避免其出现持续共频电弧现象，目前的消弧线圈接地方式运行效果良好。消弧线圈接地系统的单相接地选线方法归纳起来主要有两类，一类是通过改变消弧线圈回路参数来获取接地故障特征的方法；另一类方法不通过改变消弧线圈回路参数，只依据单相接地时的自身接地故障特征。第一类方法应用得最多，它主要是线路单相接地时在消弧线圈旁并接电阻，以改变接地故障线路的零序电流，通过检测各线路零序电流的改变实现接地故障线路的选择。

4结论

输电线路安全稳定的运行，对我们的生活、工作意义重大，是正常生活的基本保障。对输电线路的运行情况进行分析，影响其运行稳定的重要原因之一是雷击问题。雷击伤害属于自然因素，具有明显的随机性，要相保证输电线路平稳的运行状态，就要对雷击伤害进行预防。为了降低雷害事故的发生概率，在设计时，要充分考虑假设线路区域的雷电活动情况，还要结合地理环境选择防雷措施。

参考文献：

[1]李志明.35kV输电线路雷害分析及预防[J].中国新技术新产品,2018(22):137-138.

[2]周千,邵频宇.输电线路雷害分析与防雷对策[J].中国高新科技,2018,1(10):94-96.

[3]刘凯强.试析输电线路雷害原因及防雷措施[J].企业技术开发,2018,36(11):80-81+94.

[4]顾乐晋.输电线路综合防雷管理及其应用[J].低碳世界,2018(25):120-121.