输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究

输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究
叶 晓东
（ 承德 供 电 围场 分公 司 ， 河北 围场 ０ ８ ５ ６ ４ ０）
摘要 ： 雷电电流大、电压高、破坏力极强，给电力 系统的设计和运行带来巨大威胁。文章分析了雷电现象的
危 害性 ，提 出了输 电线路 防雷设计 和运 行的 方法措施 ，以提 高输 电线路 的防 雷水 平 ，保 障电 力 系统安 全。 关键 词 ： 电线路 ；电力 系统 ；雷 电流 ； 雷技 术 ； 合地 线 ． 输 防 耦 中 图分 类号 ： Ｍ８２ Ｔ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０９ ２７ ２ １ ）３ ０３ — ２ １０ — ３ ４（ ０ ３ — １１ ０ １
５０Ｖ ０ ｋ 的高压线 的保护角控制在 １ 。以内，并且有 必 ５
要 的话要搭 设两根避雷线 ，减少绕击率，增强屏 蔽作
用，往往 为了增强保护 ，在每基铁塔区避雷线都会接
地，在 一些 高压线路 区域会 由于双避雷线产生的闭合 回路有 电流而造成功 率损耗 ，可 以通过避雷线设置一 个间隙，从而与铁塔 绝缘 ，当间隙被雷击破时，避雷 线直接接地。
电力系统的保护 。
一
的地段主要有 ：地下水位高的区域或地下拥有导 电性 矿 的区域 ；土质 电阻率发生骤变的地 区中一些低 电阻
率区 ，突变 区域常 见 的有 不 同类 型地 貌如岩 石和 土
壤 、田地和 山坡的交接地带、断层 带、山谷地带等； 顺风 的峡谷或河谷地带和山区的风 口等雷暴走廊区；
避 雷线，但仍然要做好逐塔接地 的工作 。目前常用的
降低铁塔 接地 电阻的主要途径有 ：第一 ，使用接地 电
阻降阻剂 。这种 方法适用 于面积小或者规模小 、较为 集 中地接地网。通过将 降阻剂铺设在接地极 四周从而
增加接地极面积 ，达到降低 与地面其他介质 的电阻 。
临前 的预防准备工作，做好 防雷设计 ，选取合格 的材
支外引式接地装置 、增加接地极的埋藏深度 、深井接 地等 。
（ 安 装线 路避 雷 器 四）
避雷器的安装是再避雷线基础上的另一种保护措
施，以完全杜绝 导线上可能过 电压的情 形。当雷击造 成的 电压超过 一定幅值时 ，避雷器能够给予雷电流通 路 ，这个通路 是低 阻抗 的，能够让 电流泄于地面，保 证 了电压在安全范围内。避雷器可 以优先选择如下的
一
自动跳 闸是 电力系统 自我保护的有效方式之 一，
般 自动跳 闸后 一些 系统故 障就 能 自行 消失 。据调 查统计 显示 ，我 国７ ｋ 以上 线路重合 闸成 功率 高于 ０Ｖ
８％ ０ ，低 于 ３ ｋ 的线 路 重合 闸成 功 率 也 达 到６ ％ 右 ， ０Ｖ ０左
５ ０Ｖ ５ ｋ 以上的送 电线路损耗每年会达到几百万 ０ ｋ 、３ ０ ｍ
度 。因此，绝缘避雷线是节能的最优选 择。
（ 降低 铁 塔接 地 电 阻 三）
塔脚 电阻和避雷线之间匹配合理地情况下 ，能够 大量 降压 。电压 在４ ｋ 以上 、６ ｋ 以下 时不需增 挂 ０Ｖ ５Ｖ
各等级 电压的线路都应该装设 自动重合闸装置 。
三 、 结 论
输 电线路 的防雷必须要加 以重视 ，增加资金、人 力 和技术 等方 面 的投 入 ，做好 雷 电监 测 以及 雷 电来
法 。第二 ，爆破接地技术的使用。这种方法是利用爆 破 制造破 裂 ，然后通 过压 力机 把 电阻率较 低 的材质 放 入裂 缝 中，能够 改变 土壤 的导 电性能 。第三 ，增
加 水平接 地体 的长度 。水平接 地体 的长 度与 电感 的
效 用发挥 成 正 比，接 地体 的长 度在５ 米 左右 时 ，电 ５
量 非常 巨大 ，破坏 性极 强 。雷 电流 带来 的主要 危害
有 下列几种 ：高压效应所制造 出的冲击 电压达数十万 ．
伏 ，能瞬 时破坏 电力设备，或击毁 绝缘设备 ，发生短 路 ，从而造成燃烧甚至爆炸； 电磁 感应 能在雷击 点附 近形成 巨大 的交变 电磁场，产生的电流可 能导致设备 部 分过热而 引发火灾；高热效应放射 出高达上千安 的 电流 ，且雷击点 的热能非常高，可 能熔化金属 ，导致
输 电线路安装状 况，考虑 目前 电力系统的生产和 建设
二、输电线路设计及运行 中的防雷技术措施
输 电线路防雷手段 的选择需要综合考虑 ，往往要 求在当地线路 的基础上 ，综合考虑线路 的雷 电活动强 度和频率、当地线路 的重要性 、运行方式 以及地形状 况和土质 的电阻率等 ，经过完善全面的技术鉴定后 ，
感应过 电压。
火灾 以及爆炸 ；静 电感应能让导体产 生大量异于雷 电
性质 的电荷 ，出现高压，从而放 电引发火灾 ；电波入
侵和 防雷设备上 的高压对建筑物出现 反击 ，使 电力设 备或线路短路引发火灾；还 能直接破坏 电力系统的设 备 ，造成电力系统故 障或事故等 。
避 雷 线 的选 择一 般需 要与输 电线路 的 电压 相匹
方能确定合适 的防雷技术措施 。
（ 合理选择输电线路路径 一） 雷击 的区域往往存在一些必然 因素 ，也就是说 ， 某些地 区容易成为雷击区，因此，正确 的输 电线路路
径选择 就应该避开这些雷击区，降低雷害 。易受雷击
的主要课题，不 断提高 防雷 的科技含量，并在不断的 经验和技 术改进过程 中加 以总结 ，采用科 学合理 的防 雷措施，满足各种 电力系统 的不 同防雷需求，加 强对
【 ２ 】江兴月． 高压输 电线路雷害特点及防雷措 施 【． Ｉ 工业技术 ， 】 ２０ ，４． ０ ８（ ）
阻 率为５ ０Ｑｍ 当长 度达 Ｎ８ 米 ，土 壤 电阻率可达 ０ ， ｏ ￣ ２ ０ 。因此 ， 当使接地体 的长度到一定量 的时 Ｕ ０ ０Ｑ ｍ 候 ，冲击 系数较大并趋于稳定，不会下 降。 其他一些降低铁塔的接地 电阻的办法还有安装 多
（ ） 装由于和三相导线距离不一致 ，感应存在差异 ，虽
然在常态下三相导线的负荷电流平 衡，但避雷线逐一 接地 时，其感应 出来的 电动势生成 的电流就增加 了线
路 能耗 。通常负荷 电流和线路长度影响着 线路能耗 ，
２ ０ Ｖ ５ ｋ 的线路能耗损失每年在几十万度左 右， ０ ｋ 、３ ０ｍ
最新设计的高压和超 高压输 电线路通 常使用绝缘避雷
线 ，这样既能降低能耗 ，又不影响防雷 的效果 。而避
这种方法就是在 导线 周围或下方新增一条底线 ， 往往在接地 电阻的降低无法 实现 的情况下使用 的。它 能有效解决雷 电流 的分流 ，并减小处于绝缘子 串两端
的感应和反击 电压之 间的分量。这种方法通过耦合原 理能够有效减轻雷击时造成的跳 闸率。
铁塔：跨越大的高铁塔 、环境恶劣 的山区线路容易被 击 的点或 段 的铁 塔 、升压 站或水 电站 等 出 口线路 处 接地 电阻较大 的铁塔 、 出现过 闪络 并接地 电 阻高于
１０ １ Ｑ的铁塔 ，等等 。 （ 架设耦合地线 五）
根据避雷线 的不 同功 能，避雷线 的悬挂方式主要
有两种 ，经绝缘子连 接铁塔 和直接悬于铁塔上 ，我 国
配 ，通常来 说 ，电压低于 ２ ｋ 以下 的地区无 需搭设 ０Ｖ 避雷线 ，因为这时避 雷线无法发挥作用，而线 路电压
高的壁垒效果就会好一些 ，成本也会相应 少一些 ，通 常避 雷线的成本低于线路成本 的１ ｌ ，２ ０ Ｖ ／ ｏ ０ ｋ 以上 的
线路一般都应全程搭设避雷线 。在做避雷线边 导线时 要注意将其保护角的角度控制在３ 。以内，一些超过 ０
料 ，在线路过程 中保证施工质量 ，在运行过程 中，加
强 防雷 的技术管理和维护工作，能够有效 防控雷 电的 危害 ，保证 电力系统 的安全。ｏ
参考文献
【 左来明， １ 】 张凌云．高压输 电线路 综合防雷技 术研 究 Ｕ． 东 】 北电力技术 ，０７ （ ） ２０ ， ２．
这种方法具有 良好的导 电性 能，是 目前大力倡导的方
、
雷 电的主要危 害分析
雷 电是 自然界的常见现 象，在我 国南方 山区出现
被 山丘包 围的湿 润 盆地 ，如周 围有 水库 、沼 泽 、水 塘 、湖 、树林等地带；土壤和植被 良好的 山丘中凸起 的顶部和向阳面等 。
（ 搭设避雷线 二）
较 多 ，它 的放 电时 间仅约０ ０ 秒 ，但放 射 出来 的能 ．１
【 ３ 】中华人 民共和 国电力行业标准．交流电气装 置的过 电压
保护和绝缘配合 ｆ ． ｓ １
（ 编辑 ： 责任 文
森）
作为当今避雷最直接 的方式之一 ，避雷线 的应用 非常广泛 ，且效率较 高，其 功效不仅能够避免雷电直 击导线 ，还具有 分流 作用、耦合作用和屏蔽作 用 分 流主要是说避雷线能够缩减经过铁塔的雷 电流而降低
塔顶的 电位，减轻危 害；还 能耦合导线从而降低输 电 线路 中绝缘子的 电压 ；而屏 蔽导线能够直接缩减 导线
雷 电作为 常见 的 自然 现象 ，危 害 巨大 ，与此 同 时 ，各国对防雷技术措 施的研 究也 已经较为成熟。在 输 电线路 中，要做好 防雷工作 ，首先要做好雷 电的观 测工作 ，掌握雷 电参数和规律 ，可 以通过加强与气象 部 门和研 发部门的联系 ，获取各个方面的雷 电资料， 在设计和运行中还必须 掌握各种技术 ，了解这些技术 的应用方法、适用情形 、不足之处 以及一些未知问题 的预防。因此，必须 结合各个地区不 同的环境情 况和