电力系统输电线路防雷技术探讨

电力系统输电线路防雷技术探讨

发表时间：2017-10-25T10:59:55.903Z 来源：《电力设备》2017年第16期作者：潘洋

[导读] 当雷击发生时依然会在导线上产生较强的感应电荷，从而在导线上形成电流，而这些电流将通过线路侵入到电气设备以及变电站中，从而在这些设备上形成过电压，一旦电弧电压超过额定电压，将直接造成设备的损坏。

（国网辽宁省电力有限公司瓦房店市供电公司辽宁瓦房店 116300）

摘要：电力系统输电线路在使用的过程中，即使雷击没有直接击中电力线路，当雷击发生时依然会在导线上产生较强的感应电荷，从而在导线上形成电流，而这些电流将通过线路侵入到电气设备以及变电站中，从而在这些设备上形成过电压，一旦电弧电压超过额定电压，将直接造成设备的损坏。所以，在实际的线路使用过程中需要增强对应的防雷措施，这不但可以减少雷击导致的输电线路跳闸问题，而且还能保证变电站设备中的电气安全稳定运行，保证电力系统持续、稳定的工作。

关键词：电力系统；输电线路；防雷技术

1 雷电对输电线路的危害

在雷电的形成过程中，会出现强烈的雷电流，有的甚至高达上千kw。强大的电流对架空电力设备产生着极大的威胁，会导致电力线路出现跳闸、断电、漏电等故障，危及电力设备的正常运作，同时，狂风暴雨等强对流天气也会产生巨大的破坏作用。根据统计资料，在我国的电网故障中，因雷击造成的事故占了一般以上。尤其在沿海地区的夏季，雷电频发，输电线路故障时有发生，甚至由此引发火灾等灾害。对我国日常生产生活和生命财产安全产生了极大的危害。

2 输电线防雷的工作重点

2.1 明确管理目标并及时消除雷击隐患

关于输电线路防雷措施的加强和改进，首先需要工作人员明确管理目标和重点保护区域。对线路比较复杂、雷击现象频繁或是人群比较集中的地方进行重点防雷措施的保护，安装防雷设备的前要对当地环境条件做以准确的分析。防雷措施的整改是一项系统的工程，各个环节的测定和维护都需要严格的把关，如地质土壤，要考虑到接地装置。

2.2 测试方式要规范

现在防雷措施的研究和改进已是电力行业积极讨论的重点问题，因此采用比较新型的防雷技术很必要。传统使用的电阻检测仪器和技术都比较落后，这方面的改造以及事故发生分析是测试方式改进的重要内容。组织人员在检测过程中积极采用新型的测试设备或仪器，准确、可靠测量出接地电阻在雷电能力脂肪中存在的不足。

2.3 采用针对性措施

许多地区雷击现象严重，发生事故频繁。因此，针对这些地区的防雷措施要对输电线路耐雷击强弱进行分析，如输电线路大跨越式、架空线路、输电线路之间的大档距或是大高差等问题。结合这些特点详细制定防雷技术措施，针对这些频发区域加强防雷设定的管理。

2.4 技术要求统一

对一些高土壤和大跨越式的输电线路的防雷保护，要加强技术手段应用。有的地区大跨越式杆高超过40米与接地电阻之间产生一定的矛盾，不利于防雷保护，因此要改进接地线的长度和接地线根数以及接地线延伸等方式，降低塔杆的接地电阻。

3 防雷电保护措施

3.1 降低杆塔的接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导人大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。

3.2 减小外边相避雷线的保护角或者采用负角保护

在以往进行防雷设计时，只要求遵照规程规定满足杆塔避雷线保护角的要求就行了，忽略了山坡对防雷保护角的影响，则造成了杆塔防雷保护角不能满足防雷设计的实际要求，增加了线路闪络次数，影响了电网安全运行。针对山区运行线路容易受绕击的情况，建议采用有效屏蔽角公式计算校验杆塔有效保护角，以便设计时针对保护角偏大情况采取相应措施减少雷电绕击概率。

3.3 加强绝缘和采用不平衡绝缘方式

在雷电活动强烈地段、大跨越高杆塔及进线段，应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多，塔顶电位高，感应过电压大，受绕击的概率也较大，通过适当增加绝缘子片数，增大导线和避雷线间的距离，达到加强绝缘的目的。规程规定：全高超过40m 的有地线杆塔，每增高10 m 应增加一片绝缘子。随着同杆塔架设双回线路的不断出现，当普通的防雷措施不能满足要求时，采用不平衡绝缘方式可避免双回线路在遭受雷击时同时跳闸。其原理是两回路的绝缘子片数不同，遇到雷击情况时，绝缘子片数少的一回路先闪络，闪络后的导线相当于避雷线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平，使之不发生闪络，保持连续供电。

3.4 安装架空地线避雷针

通过在架空地线上合理装设防绕击避雷针，有效地增强其屏蔽性能和引雷作用，将可能遭受的绕击转化为反击加以控制，大幅度降低雷击故障跳闸率。研究表明，在架空地线上合理装设防绕击避雷针，可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用，将可能遭受的绕击控制转化为反击，大幅度降低雷击故障跳闸率。

采取措施：我们在架空输电线路雷电频繁发生的区域分段加装了架空地线防绕击避雷针。

3.5 安装线路型避雷器

线路避雷器防雷的基本原理：加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临其它杆塔，一部分经本塔体入地，当雷电流超过一定数值后，避雷器动作加入分流。大部分雷电流从避雷器流入导线，传播到相临其它杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。当输电线路采取降低杆塔接地电阻、架设避雷线、提

高线路绝缘水平等各种综合防雷措施后，还仍不能减少雷击对输电线路安全运行的影响时，采用线路型避雷器能提高线路杆塔的耐雷水平，能有效地解决绕击雷对线路造成影响及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题。

3.6 加强雷电监测

雷击闪络中单相闪络机会最多，闪络地点也是一基杆塔比较多见，但有时也有连续几基同时闪络，或相隔几基闪络的。所以，故障巡查时，不能只查到一个故障点就结束故障巡视，而应把全区段查完。对110kV及以上输电线路可以应用雷电定位系统，雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位系统能准确定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大大节省巡线人员的故障巡视时间，使线路及时恢复供电，确保线路的供电可靠性。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，为做好防雷工作提供保证。

结语

因雷击引起的输电线路故障多发生在南部山地，慢慢的也逐渐转向平原地区，国家应该提高对输电线路防雷措施的认识。同时，要降低电力系统过电压能力，提高防雷保护水平，优化电力系统的经济效益。我国的地形比较复杂，多山地、盆地和丘陵，防雷措施的改造和加强势在必行。

参考文献

[1]李继华.浅论输电线路受雷击原因与防雷技术应用[J].广东科技，2010（24）

[2]李永坚.基于现状分析改进山区输电线路的防雷工作[J].城市建设理论研究，2012（2）