35kV架空输电线路雷击模型及防雷应用

35kV架空输电线路雷击模型及防雷应用
摘要：在35kV架空输电线路的雷击处理方面，由于雷电情况出现的未知性、不
稳定性和复杂性，使得对于线路的维修和防护方面产生较大的困难。

因此，本文
将在对雷电现象的分析基础上，对35kV架空输电线路的防雷措施进行全面分析，并通过建立35kV架空输电线路雷击模型进行验证。

关键词：架空输电线路；雷击模型；防雷应用
引言
随着我国社会经济化发展，人们的生活水平以及物质文化生活越来越高，这
就意味着人们对于电能的需求越来越高，并且对于电力系统的安全性也越加重视。

近些年来，架空输电线路遭受雷击的现象十分严重，对于架空输电线路造成一定
程度的破坏，因此，对架空输电线路防雷措施的研究愈发重要。

1雷击危害
输电线路在遭受到雷击后，会形成以下危害。

第一，感应雷过电压危害，即
受到电磁感应的影响出现过负载现象。

之所以会形成电磁感应是因为雷击中电塔、线路、地面时，其中产生的电荷与雷云所带电荷的极性相反。

这时输电线路中的
电压、电流就会异常，短时间内原输电线路就会成为高压线。

此外，架空线路还
会产生更加严重的感应雷过压问题，导致击穿事故。

第二，直击雷过压危害。

即
雷电直接击中输电线路引发的过压问题。

当输电线路被击中后，电流会随着接地
导线流入大地，引发电压降，以致于雷击部位的电位升高。

在这一过程中还有可
能出现热效应、电效应等不良情况，造成更为严重的安全事故，甚至是造成人员
伤亡。

第三，雷电绕击。

即雷电绕过避雷设施击中导线。

常见于空旷地带的输电
区域。

当雷击击中导线之后，瓷瓶串就会有电流经过，并出现闪烁现象。

可以说，雷电绕击对输电线路的危害非常大，电力企业应当提早预防。

第四，雷电反击。

当出现雷电反击现象时，输电线路有可能出现跳闸事故。

因为电力设备遭受到雷
击后，其中产生的击穿电流会击穿大地，导致接地电压瞬间提高。

这时输电线路
还会产生电压，引发雷电反击现象，导致瞬时放电电压急剧升高，瞬时放电电流
急剧增大。

结合以往的工作经验来看，每当出现雷电反击现象时，最终都会导致
跳闸事故。

2 35kV架空输电线路雷击放电原理分析
一般情况下，人们认为当雷云中的电荷受到热气流影响时，当遇到稀薄的空
气时就会发生即时性的冷凝变化，进而形成放电过程，也就是我们所说的放电原理。

除此之外，雷云与雷云、雷云与地点之间也能形成放电现象。

3 35kV架空输电线路的防雷措施应用
3.1合理选择路径
雷电对线路的主要影响因素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，在进行防雷设计之前，需要先调查清楚当前地区的实际情况，然后对收集到的气象资料进行分析，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。

3.2合理安装避雷器及其避雷线
在架空输电线路中，可以通过合理安装避雷器来达到防雷效果。

在架空输电
线路中安装避雷器，这样当输电线路遭受到雷击现象时，雷击放电就会产生分流
的现象，一部分的放电电流就会通过避雷器传输到附近的塔杆中，然后通过塔杆
将放电电流传输到地中，如果雷击放电量超过定值，那么避雷器就能够将放电电
流分成分流，传输到附近的塔杆中。

当雷击放电电流通过避雷器以及导线时，放
电电流能够受到导线中电磁感的影响，进而使得放电电流在避雷器以及导线中产
生耦合分量现象，并且避雷器的放电分流要远远超过避雷线的放电分流，而分流
产生的耦合分量现象能够促使导电电位提升，这时候绝缘子的闪络电压就会大于
导线与塔杆顶之间的电位，所以绝缘子就不会发生闪络现象，故而，输电线路避
雷器具备非常良好的供电箱作用，而这种作用也是在输电线路中安装避雷器实现
防雷的一大特点。

3.3降低杆塔接地电阻
塔脚电阻要与避雷线相互配合，在此基础上才能最大幅度的降低雷击压力，
这对110kV以上的铁塔线路或者混凝土杆塔线路能够起到最佳的防护效果。

数据
表明，当杆塔的接地电阻增加10~20欧时，由雷击引起的线路跳闸情况就会增加
到50%~100%。

对于这种情况，必须通过降低杆塔的接地电阻来进行处理。

如更
换接地土壤、使用化学处理方法添加降阻剂、利用自然接地方法或以金属为基础
进行接地、深井接地、爆破接地等。

在运用降低接地电阻加强线路防护时，应该
结合本地区的实际情况和地形特点来进行全面的分析，然后再通过分析方法因地
制宜的选择合理的处理手段。

3.5在架空输电线路中合理安装避雷针
避雷针是架空输电电路常用的防雷措施，并且在生活中也非常的常见，那么
在架空输电线路中安装避雷针一定要具备合理性，这样才能真正起到防雷效果。

首先，安装侧向避雷针。

在架空输电线路中的架空地线以及塔杆上安装侧向避雷针，这种情况下能有效避免雷电电流绕击在导线中。

其次，在塔杆顶安装可控避
雷针，在塔杆顶安装避雷针是较为传统的防雷措施，在塔杆顶安装可控避雷针，
其保护范围能够有效扩大。

在塔杆顶安装可控避雷针后，雷电电流就能够通过避
雷针流向地面，有效减少雷击放电电力对输电线路产生的破坏影响。

最后，安装
架空地避雷针，安装架空地避雷针能够加强导线的屏蔽性能以及引雷作用，很大
程度上能够减少雷击造成输电线路跳闸现象发生。

3.6安装继电保护装置
继电保护装置可以对线路进行有效保护，能够将雷击的影响范围进行合理控制，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
动重合闸效果很好。

3.7雷击线路模型的综合研究分析
雷击线路模型的建立及仿真分析。

当前某气田35kV的配电线路已经有了一定的防治措施，但是其防治效果并不理想，在雷击状态下线路跳闸断电问题依然存在。

因此，本文将在雷击线路模型仿真的建立上来分析其问题原因，提高线路耐
雷水平。

根据交流电气装置的绝缘配合DL/T620-1997和过电压保护要求，35kV
的架空输电线路必须具有20~30kA的耐雷水平。

根据仿真结果分析可知，当35kV 的架空输电线路不采取防雷措施时，其耐雷水平较低，当雷击电压达到一定程度时，就会发生绝缘子串闪络问题。

当接地电阻数值不同时，其耐雷水平也会不同。

也就是说，接地线阻对35kV架空输电线路的影响是其对架空线路防雷水平高低
产生影响的重要因素。

尤其是在杆塔塔顶的电击方面，其影响效果更加明显，二
者之间呈现出“近似反比例关系”。

结束语
综上所述，架空输电线路的安全与稳定受到线路环境、线路设计以及线路施工等诸多因素的影响，对于架空输电线路的性能提升也会产生不利影响，因此，需要结合施工实际做好相关因素的考量，并有针对性地进行架空输电线路的防雷及接地设计。

由于所有的防雷措施都离不开接地，因此，做好接地设计是至关重要的，要做好架空输电线路防雷设计的保护工作，确保接地装置的完整性，保护好绝缘线路相关设备，减少雷电对线路的影响，从而最大限度地保证架空输电线路的正常安全运行。

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