输电线路防雷技术研究 杨杰

输电线路防雷技术研究杨杰

摘要：输电线路作为电能传输的通道，是电力系统的重要组成部分，然而也是

电力系统最薄弱的环节。由于输电线路分布区域广，绝大多数处于室外，经常处

于大风、暴雨、雷电以及各种不确定因素的环境下，从而给电力系统的运行造成

威胁。雷电作为常见的自然现象，是导致输电线路出现故障的重要因素。由于雷

击引起输电线路的过电压可达到几百万伏，这一过电压也称为外部过电压或者大

气过电压，如果这一大气过电压在系统内传播，就会给系统中的电气设备的绝缘

带来极大威胁。加强防雷接地设计和设备维护，可以减少或防止此类问题的发生。

关键词：输电线路；防雷技术；应对措施

高压输电线路是电力系统的重要组成部分，由于其所经之处的环境恶劣，大

多为旷野、丘陵、水域或高山等，线路长期暴露在自然界中，故极易受到外界的

影响或破坏。目前雷击仍然是危及输电线路安全可靠运行的主要因素，雷电击中

输电线路是小概率事件，雷击瞬时产生的高压与强电流影响、破坏甚至摧毁输电

线路及相关电力设施，严重时会造成大范围停电，因此防雷保护成为输电线路设

计中需要重点关注的问题。

1雷击故障的主要类型

雷击将在系统中产生雷电过电压和雷电过电流。雷电过电压将危及设备绝缘

甚至造成停电；雷电过电流将损坏被级物体。雷击故障的主要类型分为以下三种。1）直击雷过电压，被击中物体将产生高于正常电压的过电压。输电线路大多工

作于户外，考虑实际情况的需要，如果输电线路架设较低，由于树木、道路、鸟

兽和一系列人为因素，会造成线路损坏、短路等故障。所以一般高压输电线路架

设的很高。但是线路高度的越高，受地理环境的影响，独立架设在空旷的山区中，遭受雷击的几率也大幅提升。当雷电击中杆塔导致绝缘子对地电位超过对导线端

电位，从而形成反击。2）感应雷过电压，输电线路附件会有其他物体，当雷电

击中这些物体时，由于电磁感应现象，在设备或输电线路上会形成过电压，从而

击穿绝缘子，造成短路故障引起跳闸。3）高压雷电入侵波。雷电击中输电线路，雷电中的能量在输电线路中以波的形式传播，最终进入发电厂变电站，对电力系

统中的设备形成过电压，危及绝缘。

2输电线路防雷技术

2.1防雷的保护装置

避免雷击最为直接有效的方式就是装置避雷设备，比如避雷针和避雷线等，

其原理是把雷电导入到避雷针或避雷线本身内，然后将雷电安全的导入到地下，

避雷设备所使用的材料一般是金属，在使用的时候，要将其放置在比被保护的设

备更高的地方，这样就可以有效保护比避雷设备低的被保护物，从而免于遭受到

雷击。第二种常用的装置是避雷器，避雷器的主要作用就是保护电气设备，它的

工作原理是限制过电电压，从而来保障电力系统工作的稳定性，通过避雷器的运用，可以保证电力系统不会出现跳闸的现象，而且过电电压也可以安全通过相关

设备，而不造成威胁或者损坏，这是因为当有较大的电流通过避雷器的时候，避

雷器可以把短路流动的电量安全的传输到地面上，从而限制电压，达到了保护电

气设备的目的。

2.2防雷接地装置

电气设备的接地，以用途为依据，可以分为三种，分别是保护接地、工作接

地和防雷接地。防雷接地对雷电防护的需求，主要是为了避免当前射线在接地装

置的作用下导致电位提升，以物理的形式来讲，需要有两个防雷接地装置，分别

是幅度比较大的雷电流，另一个是高雷电流，高雷电流是等效频率的。如果雷电

电流的幅值增加，那么电流密度也会随之增加，从而增强了电阻值，同时土壤也

是非常重要的。如果电场的强度穿过了土壤，那么就会出现接地系统火花放电的

状况，提高土壤的电导率，使得接地系统的电阻值降低。在进行输电线路的施工

过程中，一般是在塔的底部安装防雷接地装置，电阻是非常重要的，对防雷接地

装置的性能会产生直接且明显的影响，一般都会需要降低电阻值，从而使得电位

提高。另外，在低电阻地区安装输电线路的时候，要选用钢筋混凝土结构的自然

接地体，如果是在电阻值高的地区，那么就需要分布接地体，或者保持连续相邻

扩展，也可以使用减阻剂来降低电阻。

2.3科学合理地架设地线

电力企业安全技术管理人员要有效落实输电线路差异化防雷技术，并保证该

种技术能够发挥出应有的成效，科学合理地架设地线属于基础保障性工作以及必

要性工作。实现这一工作目标，可以保证电力企业能够持续有效地开展供电服务

活动，降低企业的维护成本支出以及供电服务成本支出。1）相关的技术管理人

员必须要找准切入点，从地理位置以及天气变化情况着手制定具体的地线架设方案，准确掌握施工地区的地质地貌、土壤所具有的电阻率、地区内雷电出现的频率、输电线路的整体电压信息、输电线路的整体负荷信息、整个输电系统的运行

模式等，依照这些情况进行具体的输电线路架设工作。例如，如果需要为220kW

的输电线路架设地线，就可以采用全线型双底线架设方法；对110kW的输电线应运用单线架设方法，如果在山区则需要运用双线架设法；如果地区内部的雷击风

险属于一级，那么在该地区架设地线应采用双线架设法，且要保证导线的垂直间

距与地线间距差异不得超过5倍，如果需要超过5倍，那么必须要多设一根地线。2）在选择架设地点的过程当中如非必要应尽可能地选择斜坡地区及山谷地区，

从而避免雷击问题出现的概率。3）必须要有效降低杆塔接地电阻，适当提升杆

塔的深埋度，适当延长相关接地极，提升垂直接地极，以此来提升输电线路的抗

雷击性，并防控雷击问题对输电线路造成不利影响。

2.4应用不平衡绝缘防雷方式

最近几年，我国电力企业在政府部门的大力倡导下，正在积极努力地进行高

压输电线路、特高压输电线路的建设活动，其最终目的就在于提升电力企业的整

体供电效率以及供电质量。在这种情况下，双回路电线架设电线的方式应用频率

正在逐年提升。该种电线架设方式不仅可以极大地降低线路的占地面积，同时，

还可以降低电线架设成本，但是在该种架设方式下，相关技术人员需要应对雷击

导致大范围停电的问题。在这种情况下，差异化防雷技术的应用就显得尤为必要，而不平衡绝缘防雷方式属于差异化防雷技术的一种。该种技术主要指的就是在2

个线路回路之间设置数量不等的绝缘子，当线路出现雷击问题之后，存在绝缘子

数量相对较少的线路就会最先出现闪络现象，当闪络现象出现之后，可以有效提

升另外一个回路电线的耦合性，进而提升输电线路的抗雷击能力。值得注意的是，相关的管理人员在实际应用该种方法的过程中必须要不断地强化对于各个线路的

安全维护频率，制定出具有较强针对性的定期维护方案，并依照方案严密的审查

各个输电线路段的磨损程度情况以及绝缘层绝缘子数量流失信息，一旦发现问题

要及时进行处理，避免问题扩大化，同时还要严格的依照线路原件的使用年限规

定对其进行更换处理，以此来降低雷击问题出现对输电线路造成的不利影响程度。 3结语