输电线路防雷技术应用与

输电线路防雷技术应用与探讨

摘要：该文介绍了输电线路雷击故障的几种情况，分析了雷击故障的原因，结合近年来供电公司针对线路防雷采取的一些技术措施应用情况进行了探讨。同时对下一步防雷技术应用研究和完善提出了一些见解。

关键词：输电线路雷击防雷技术措施

中图分类号：tm862 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）01（b）-00-01

供电公司管辖电网担负着整个大庆油田公司和炼化公司等单位的供电任务，一旦输电线路发生故障导致非计划停运，所造成的损伤巨大。造成输电线路非计划停运的原因有很多种，但雷击故障历年来都是重要原因之一。因此，有必要对输电线路防雷技术的应用进行研究探讨，防止或减少输电线路遭受雷击，确保油田电网安全运行。

1 输电线路遭受雷击的几种情况

雷击，实际上就是雷云电荷向大地的突然渲泄，当雷电作用于输电线路上，将造成冲击过电压。因这种过电压是由于大气中的雷电作用引起的，故称之为大气过电压。大气过电压可分为两种，一种是雷电直击于输电线路为直击雷过电压，另外一种是雷电击于输电线路附近，由于电磁场的剧烈变化，在电力线路或电力设备上因感应而形成的感应雷过电压。感应过电压的幅值通常不超过500 kv，因此只对35 kv及以下输电线路的绝缘有危险。而110 kv输电线

路绝缘的50%冲击放电电压u50%已经达到700 kv，其本身已可承受感应过电压的作用，故公司管辖内110 kv输电线路发生雷害时一般为直击雷过电压。直击雷过电压通常发生于杆塔顶部、避雷线档距中央、导线上。直击雷过电压按照雷击线路的部位不同，又可分为反击、绕击雷电过电压两种情况。

1.1 反击雷电过电压

雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使得该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，由于杆塔或避雷线的电位（绝对值）高于导线，因此称之为反击。

1.2 绕击雷电过电压

雷电直接击中导线或绕过避雷线击中导线，直接在导线上引起过电压，这种形式的雷击通常称为绕击。

2 目前油田电网防雷技术措施的应用

2.1 全线架设避雷线

架设避雷线是输电线路最基本的防雷措施，避雷线可降低输电线路绝缘所承受的过电压幅值。当雷电直击于输电线路时，避雷线将雷电流引入大地，由于接地电阻值大小有所不同，因而在杆塔顶造成不同的电位[1]。35 kv输电线路一般不在全线加装避雷线，为了充分利用避雷线的防雷作用，大庆油田从1989年开始对全部35 kv线路避雷线进行补架。目前油田电网全部35 kv线路均采用全线架设避雷线方式，提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小直击率。局

限性：具调查单避雷线对边导线的保护角较大，所以单避雷线不能避免两边相受绕击雷的危害。通过运行经验可以看出在杆塔类型和接地电阻值相同的条件下，双避雷线的防雷效果要比单避雷线的效果好很多。

2.2 降低杆塔接地电阻

输电线路的耐雷水平与输电线路杆塔接地电阻密切相关，雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。所以说杆塔接地电阻越小，杆塔顶部电位越小。因此降低杆塔的接地电阻，可有效降低杆塔顶部电位，提高线路的耐雷水平[2]。供电公司在2007年开始引进具有防盗、防腐和降阻功能的长效型非金属石墨接地极，并针对高土壤电阻率和易被盗地区的线路杆塔进行新型接地极更换维修。通过实际测试对比，在同土壤电阻率地区使用新型石墨接地极的接地电阻比传统角钢接地极和

接地网小4～6 ω，有效降低了杆塔的接地电阻。

2.3 安装线路氧化锌避雷器

线路氧化锌避雷器分为无间隙串、串联间隙型两种，供电公司在1997年开始推广使用线路氧化锌避雷器，目前挂网运行各种线路氧化锌避雷器639组，取得了丰富的运行经验和良好的防雷效果。无串联间隙型避雷器是直接与导线连接，利用氧化锌电阻片的非线性特性保护绝缘子串，与带串联间隙型相比具有吸收冲击能量可靠，无放电延时和无分散性的优点。带串联间隙复合外套氧化锌避

雷器分为复合绝缘子固定间隙和纯空间间隙两种。带串联间隙复合外套氧化锌避雷器不承受工频电压的作用，只在雷电过电压作用下串联间隙动作后避雷器本体才处于工作状态，因此电阻片荷电率较高，雷电冲击残压降低，可靠性较高，运行寿命长。避雷器的局限性：因需要定期拆卸进行试验，随着数量增多，维护工作量越来越大。总结多年运行经验，发现氧化锌避雷器保护范围较小，只对本杆有较好的防雷效果。

3 油田电网防雷新技术和防雷改进措施

3.1 采用不平衡绝缘方式防雷

（1）单回三角排列线路。采用差绝缘技术。“差绝缘”技术是利用35 kv系统是小电流接地系统，允许短时间单相接地运行的性能，让三相绝缘子串中的某一相（以下称“差异相”）绝缘子串数量少于另外两相，构成相间绝缘差异。在线路受到雷击时，如果雷电强度超过线路耐雷水平，差异相会首先闪络，引发单相接地。此时可以把闪络相导线当做一条避雷线，也就是说雷击瞬间，线路的避雷线和差异相导线都处于接地状态，同时拥有两条避雷线。据计算，采用差绝缘后线路的耐雷水平可提高24%[3]。

（2）单塔双回线路。考虑经济等条件影响，现在油田电网许多线路采取单塔双回架线方式，但在遭受雷击时容易发生单塔双回线路同时跳闸情况。通过有关资料来看目前大多数地区在同杆并架双回线路上采用不平衡绝缘方式防雷，亦即是一个回路采用正常绝缘，另一个回路适当降低绝缘。这样受雷击时，绝缘子片数少的回

路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，使其耐雷水平提高而不再发生闪络，从而保证了线路继续送电。

3.2 采用限流式先导放电避雷针及区域防雷

（1）限流式先导放电避雷针工作原理。限流避雷针能在雷云电场的作用下，产生提前先导通道，提高避雷针的虚拟高度，使雷电在保护范围内发生闪击时能准确地击在避雷针上，避免了传统避雷针的“侧击”和“绕击”现象；减弱了大电流入地出现的发髻和强电磁干扰产生的感应过电压。

（2）应用效果验证。今年供电公司在奔腾一次变出口附近安装了15组限流式先导放电避雷针，我们通过雷电监测系统查看了大庆地区6月9日和25日两天雷电活动频繁的雷电活动记录，发现矩阵防雷区域内随雷电活动频繁，但线路未发生跳闸。

4 结语

由于雷电活动的随机性、分散性和不可控性而使落雷地点和雷电参数等难以掌握，因而难以全面而科学地分析雷击线路跳闸事故。在采取防雷改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。

参考文献

[1] 输电线路故障分析与防治.国网武汉高压研究院.