浅析高压输电线路防雷现状和防雷措施

浅析高压输电线路防雷现状和防雷措施

作者：徐振

来源：《城市建设理论研究》2013年第07期

摘要：伴随着经济的快速发展，电力需求日趋增加，雷击不断危害着输电线路，严重影响到电网的正常运行。本文就高压输电线路的防雷保护现状进行了分析，提出了防雷措施，可供参考。

关键词：高压输电线路；防雷现状；预防措施

Abstract: With the rapid development of economy, the power demand is increasing constantly, the lightning harm to transmission line, seriously affected the normal operation of the power grid. This paper analyzes the present situation of lightning protection for high voltage transmission line, lightning protection measures are put forward, for reference.

Key words: high voltage transmission line; lightning protection; preventive measures

中图分类号: TU856

一、高压架空输电线路防雷保护的现状

1．架空输电线路防雷保护的现状

电在人们的生活生产中发挥着重要的作用，而雷击会影响高压架空输电线路的正常工作，甚至产生一系列的安全问题。尽管近年来我国相关部门加强了对线路防雷的研究，从而使因雷击导致线路跳闸的现象逐年减少，但在电网中，因雷击引起线路跳闸的情况仍有发生，这就说明，我们在高压架空输电线路的防雷保护工作还不够完善，还需要进一步的研究与探讨。

2．高压输电线路遭受雷击的事故主要有线路绝缘子的50％的放电电压，有无架空地线，雷电流强度，杆塔的接地电阻这几个原因。在进行高压输电线路设计时，要先明确高压输电线路遭雷击跳闸的原因，然后有针对性选择防雷方式。所以说要制定完善的防雷保护方案，首先要求我们对雷击活动的规律进行研究，要搞清楚它是因何原因而发生的，从而有针对性的进行防雷保护

（1）雷击多发生于地形复杂、高差大、山谷风口等地方。在这些特殊环境中，雷击的频率很高，雷云与地面之间雷击的概率在每个雷电日平方公里中可达0．015次。

（2）雷击一般大多是发生在绝缘薄弱的耐张杆上的，目前的技术要求上使直线杆塔绝缘配置有了提高，但相应耐张杆塔的绝缘配置未调，从而导致其绝缘子要承受较之之前更大的机械负荷，使得耐张杆绝缘薄弱点产生。

(3)雷击打多发生在高山上或土壤电阻率高的地方，接地装置深埋地下，长时间的腐蚀会导致导体有效截面减少，使其分散雷电流的能力减弱，甚至引发接地体断裂。不合格的接地电阻容易造成反击，引发绝缘闪络，雷击跳闸与接地电阻的变化成正比。

(4)避雷线保护角大的杆塔也是雷击多发地，雷电保护角就是指在避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角，它主要是保护导线不被雷击中，但实际上，它在雷击保护中起到的作用被弱化，不仅没有有效保护绝缘子串，同时对导线产生了一定的绕击可能。

二、装设避雷线，降低接地电阻

架空输电路装设避雷线，可防止雷电直击导线，在导线上产生过电压危及线路绝缘。装设避雷线后，当线路被雷击时，雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地。雷电流经杆塔接地电阻流入大地时，会产生压降，当接地电阻数小时，反击电压也小，从而可保证线路安全运行。

1．降低接地电阻方法

为了降低杆塔接地电阻，首先应尽可能用杆塔金属基础、钢筋水泥基础、混凝土杆的底拉、卡盘等自然接地。当接地电阻不能满足需求时，再增加人工接地体。

接地体尽可能埋设土壤电阻率较低的土层内，可以用接地带引接，长度不宜超过60m。此外，对于土壤电阻率极高处，可考虑采用换土方法，或用化学处理法、用长效降阻剂(长效降阻剂属于有机类降阻剂)及用无机类降阻剂、木质素降阻剂等。有避雷线的线路，每基杆塔的工频接地电阻在雷雨季干燥时不宜超过规定中的数值。

2．装设避雷线方式

过电压保护规程规定:330～500kV线路应采取双避雷线，220kV线路也采用双避雷线。杆塔上避雷线对边导线的保护角通常采取20°～30°，330kV及220kV双避雷线的保护角通常采取20°左右。

3．架设耦合地线

在降低杆塔接地电阻有困难时，可以采用在导线下方架设地线的措施，其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用以降低绝缘子串上的电压。此外。耦合地线还可以增加对雷电流的分流作用。运行经验证明，耦合地线对降低雷击跳闸率的作用显著。

4．采用不平衡绝缘方式

为了节省线路走廊用地，在现代超高压线路中采用同杆架设双回路的情况日益增多。对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，还可采用不平衡绝缘的原则，使两回路的绝缘子串片数存在差异，这样雷击时绝缘子片数少的吲路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增

加了对另一回导线的耦合作用，提高了另一回的耐雷水平。使之不发生闪络，以保证另一回继续供电。一般认为两回路绝缘水平的差异宜为31／2倍相电压(峰值)，差异过大将使线路总故障率增加。差异究竟多少为宜，应通过各方面技术经济比较来决定。

5．装设自动重合闸

由于线路绝缘具有自恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后能迅速去游离，线路绝缘会发生永久性的损坏或劣化。因此装设自动重合闸的效果很好。在中性点直接接地的电网中，经验表明，绝大多数雷击事故是单相闪络，所以可采用单相重合闸以减轻断路器的检修工作量及减轻对用户供电的影响。

6．采用消弧线圈接地方式

对于雷电活动强烈、接地电阻又难以降低的地区，可考虑采用中性点不接地或经消弧线罔接地的方式，绝大多数的单相着雷闪络接地故障将会被消弧线圈所消除。而在二相或三相着雷时，雷击引起第一相导线闪络并不会造成跳闸，闪络后的导线相当于地线，增加了耦合作用，使未闪络相绝缘子串上的电下降，从而提高了耐雷水平。

7．加装线路避雷器

对于一些雷电活动特别频繁且接地电阻经反复改造仍达不到要求的杆段，应广泛使用线路避雷器。它与绝缘子串并联在杆塔上，因其残压低于绝缘子串的50％冲击闪络电压，因此，当杆塔和导线之间的电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器和绝缘子的伏一秒特性相互配合，避雷器就加入分流。此时，大部分雷电流经避雷器流入导线，传播到相邻杆塔．只有一小部分雷电流沿杆塔或接地引下线经雷电泄放通道泄入大地，大大提高了线路的耐雷水平，因此能保证绝缘子不再闪络，避免了线路跳闸停电。线路避雷器在防止线路雷电反击和绕击跳闸方面均有很好的效果．但因其价格昂贵，故运行单位应结合本地区历年来的线路雷击跳闸情况、线路所经的地形及运行经验等进行综合考虑，合理选择安装位置，以充分利用有限资金达到最佳效益。

8．加强绝缘

由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔，这就增加了杆塔着雷的机会。对于高杆塔，可以采取增加绝缘子串片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等来提高其防雷性能。高杆塔的等值电感大，感应过电压大．绕击率也随高度而增加。因此规程规定，全高超过40m有避雷线的杆塔，每增高10m应增加一片绝缘子，全高越过100m的杆塔．绝缘子数应结合运行经验通过计算确定。

三、结束语