高压输电线路的防雷保护

高压输电线路的防雷保护

作者：于传维王宁

来源：《电子技术与软件工程》2016年第16期

摘要

高压输电作为电力行业中的重要部分，对人们生产、生活具有重大影响意义，加强电力传输质量优化具有较为明显的现实意义。高压输电线路的跳闸一般是雷击导致，防雷保护、绝缘设置等问题已经引起业内学者的关注。本文对高压输电线路雷击形式、形成原因及绝缘配置等进行了充分分析，并从线路防雷评价标准出发，对安装线路避雷设施等保护手段进行了充分探讨。

【关键词】高压输电线路防雷保护绝缘配置

高压输电线路是电力系统中的关键部分，作为系统核心，其安全运行的重要价值不容忽视。据报道，高压输电线路的跳闸事故中，雷击原因导致的事故占40-70%，对电网长期稳定供电具有恶劣影响，一方面导致线路检修作业工作量增加，另一方面对当地居民生活、工业生产造成困扰，同时雷电波容易侵入到变电站、发电厂位置处，进而引起发电元件受损，导致更大的停电事故。为此，进行高压线路的防雷保护具有至关重要的影响作用，是电力系统安全运行的前提。

1 高压输电线路雷击原因分析

为了进行充分的防雷保护作业，降低事故损失状况，需要对高压输电线路的雷击原因进行合理分析，进行有针对性的措施处理，方可保证防雷保护的正确进行。

首先，避雷线保护角影响。国家对避雷线保护角具有相应的规定要求，一般高压输电线路的安装施工中，受施工人员、设计方案、重视程度等影响，对保护角考虑相关较少，导致角度过大引起的雷击现象频繁。其次，接地装置的影响。接地装置的作用在于过于强大的雷电流顺利进入地面，避免线路、设施的损坏。国内接地装置普遍采用碳钢，但是受到碳钢易受外界腐蚀，导致接地电阻增加，尤其使用导电混凝土施工，腐蚀更严重。雷击时容易出现对应雷电流无法顺利流出的状况，进而对输电线路造成安全威胁，甚至对操作人员带来生命威胁。最后，绝缘子的影响。高压输电线路建设中，一般采用合成绝缘子、瓷绝缘子进行施工。雷击频率过高地区，一般采用瓷绝缘子，但是检测维护难度较大。合成绝缘子由于检测便捷，雷击频率低地区应用较多，进而导致雷击发生时线路安全隐患较高。

2 防雷保护措施分析

2.1 减低避雷线保护角

根据以往项目经验统计，雷电借助避雷线造成雷击的概率相对较高，涉及因素较多，如现场环境、杆塔材质和高度即避雷线保护角，上述诸多影响要素中，合理调整保护角是效果较为明显的处理手段。

2.2 避雷器的安装

线路避雷器安装在输电线路后，可保证雷击状况下，雷电流进入对应导线，随之流到周边杆塔中。借助分流耦合，实现导线电位提高的目的，可避免绝缘子闪络的发生。一般避雷器安装施工中，需要遵循下述原则：首先，避雷设置的安装需要根据当地环境、设备条件、杆塔雷击性质等进行设计确定。对于反击相对较多的杆塔来说，要在三相上都要安装避雷器，并且相邻的杆塔上也要进行避雷器的安装。而对于绕击较多的杆塔来说情况就比较简单，只需要在其一侧安装避雷器就可以起到良好的避雷效果。其次，在选择避雷器时，要尽量选择那些有间隙的避雷器。再者，在安装避雷器时，一定要注意各部分连接的正确性与通畅性，在有条件的情况下还要进行实验，以确保安全性能。

2.3 加强输电线路的日常维护

高压输电线路的日常维护作业中，需要相关责任部门进行对应线路检修、周边环境变化观察，便于降低雷击破坏的负面影响。另外，线路运行维护中，相关部门需要对输电线路进行定期检查巡视处理，需要注意雷雨季的加强维护工作，对以往雷击经验、周边环境变化等进行定期总结处理，充分加强预防工作的落实。

另一方面，建立输电线路数据库，对当地各条线路的防雷措施、雷击事故等进行对应记录，便于实现历年测量数据的整合对比分析，根据相应规律趋势等进行防雷保护措施落实。加强线路管理工作的规划建设，从源头上加强新技术的落实，保证设计方案满足对应规定规范要求，加强安装施工验收工作的强化处理，如抽查接地体的埋深是否达标。

2.4 雷电屏蔽技术的研发

对高压输电线路的防雷保护研究中，可借助外部雷击影响为研究对象，据统计，国内雷击跳闸事故中，绕击导致的事故比例较高，为此，高压线塔顶的避雷针设计较为常见，一定程度上保护自身建筑设备将防绕击转变为防反击，实现保护的目的；另外，在输电线路、地面之间进行预防电棒保护，可降低高压输电线路的绕击率，保证线路防雷保护等级增加，从材料成本角度出发，一般不进行全线屏蔽处理，在雷击频率较高地区设置该技术防护即可

3 高压输电线路的绝缘配置

现代高压输电线路中，由于电压等级不断增加，绝缘配置需要进行优化处理。首先，绝缘配置中，对瓷绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子进行合理选取。实际铺设中，由于高压输电线路大跨越高杆塔地段、塔顶位置较高、落雷几率变大以及绕击电流最大幅值增大等因素，雷击发生率会增加，导致高压输电线路跳闸率增加。为了降低跳闸事故的发生，可在塔顶进行绝缘子增设处理，保证与地线的间距增加，从而提高线路的绝缘性能，一定程度上降低了雷击频率的增加。另一方面，绝缘配置中，还可借助空气介质实现耐雷击程度。借助空气间隙实现绝缘保护，是现阶段绝缘保护研究的新方向，受实际成本限制，空气介质为主的绝缘器材研究仍处于发展初期，其发展空间较为广阔。

4 结语

电力发展与大众生活、生产息息相关，高压输电作为电力行业的关键环节，其线路运行质量、防雷保护等均属于电力行业的重点关注部分。高压输电线故障中，雷击跳闸事故频率较高，必须加强对应防雷保护处理，借助科学有效、经济合理的方法进行保护作业。加强对当地周边环境、气候规律的分析，制定对应架设线路方案，避免大面积停电事故带来的生活不便和经济损失等状况。综上，高压输电线路的防雷保护具有重大社会现实意义，是维持当地经济效益稳定发展的关键环节，必须加强线路设计、安装施工、维护保养等工作的全面落实。

参考文献

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[2]李婷，刘青山.吉林供电公司自主研发高压输电线路工具投用[J].东北电力报，2010（06）：14-16.

[4]林圣.基于暂态量的高压输电线路故障分类与定位方法研究[J].西南交通大学，2011（12）：26-29.

作者单位

1.国网聊城供电公司山东省聊城市 252000

2.聊城大学东昌学院山东省聊城市 252000