高压输电线路防雷措施分析及改进方法

产品与解决方案

2013年第6期

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高压输电线路防雷措施分析及改进方法

季 宁 雒文博

（承德供电公司，河北 承德 067000）

摘要 随着输电线路防雷电灾害技术研究的不断深入，如何选择先进的、经济的、安全的防雷措施，就成为供电可靠性保障的重要手段。本文主要是对雷电形成的机理进行了阐述，从高压输电线路防雷的重要性出发，对于高压输电线路防雷存在的隐患以及改进措施进行了相关讨论。

关键词：高压；输电线路；防雷；隐患；改进措施

针对高压输电线路来说，其分布范围广泛，高

压输电线路不仅搭出了一座连接变电站、重要用户

之间的桥梁之外，也是电力系统最核心的主动脉，

供电的可靠性直接受到了高压输电线路运行是否安

全的影响。所以，在电网当中，输电线路占据了不

可替代的地位，也只有实现了输电线路的安全运行，

才能够达到强电强网。在电力紫铜的输电中，架空

输电线路是组成之一，对于整个系统来说，架空输

电线路的安全性、可靠性以及稳定性对于整个系统

都会产生影响。一般来说，都是在在旷野安置架空

输电线路，其分布纵横交错，并且沿线较长。因此，

输电线路就极易受到雷电灾害的袭击。一旦输电线

路受到了雷电袭击，就会出现跳闸现象，这样不仅

会对电力系统的正常供电产生影响，从而增大开关

设备以及线路的维护量，而且还可能导致周边变电

所电气设备受到雷电流的影响，从而出现不同程度

的损失。一般来说，在电力系统当中，绝缘性能最

强的就是线路，其次是变电所，而发电机的绝缘性

是最弱的。因此，一旦无法周全的保护电场设备和

变电所，就会影响到正常的供电，这样供电企业也

会面临较大经济损失。做好输电线路的防雷措施，

能够进一步减少雷击事故的发展，能够在一定程度

上避免经济损失。所以，做好高压输电线路的防雷

不仅能够确保线路供电可靠性，对于变电所以及电

厂运行也起到了间接保护的作用。

1 高压输电线路遭受雷击可能存在的隐患

1）绝缘子的使用

绝缘子在输电线路之上的使用主要是钢化玻

璃、陶瓷以及棒式合成的绝缘子。在架空线路当中，

绝缘子主要是防止电流回地、支撑导线的作用，这

是绝缘子必须满足的两个条件，并且不能够因为电

负荷条件或者是环境的变化来影响到各种机电应力，否则就会让绝缘子失去作用，这对整条输电线路的运行以及使用寿命都会产生影响。在线路运行的时候，悬式瓷绝缘子就会有零值绝缘子出现，在过电压当中，这串绝缘子就成为了薄弱之处，也容易存在闪络击穿的现象发生；在受到雷电过电压情况之后，钢化玻璃绝缘子就会有掉串或者是裸串的现象出现；在运行过程中使用合成绝缘子，可能会受到机械的作用，从而出现掉串现象，另外，也容易出现留下绝缘老化的安全隐患。因此，在电力工作者未来的研究当中，绝缘子是否合理使用就成为关键。 2）杆塔存在的隐患 在架空输电线路中，杆塔主要是用于输电线的支撑，一般来说，杆塔是由钢筋混凝土或者是钢材制成的。由于长时间之后，钢筋混凝土杆会受到风险现象，也可能出现裂缝，一旦受到雷电袭击，闪电在瞬间通过了杆塔之内，就会让钢筋过热，从而导致水泥杆出现爆裂或者是在雷电通过拉线之时，也会出现机械强度降低、拉线发热的现象，这样也会出现倒杆等事故。 3）避雷线防雷存在的局限性 避雷线也可以称之为架空地线，主要是在线路的防雷当中使用。当输电线路受到雷击时，在导线上面就会有强大的过电压产生，而避雷线就能够将导线遮蔽，尽可能地承担雷电，并且通过杆塔的金

属部分将大部分的电流通过杆塔传入大地。另外，避雷线防雷效果的优劣与保护角有着直接的关系。为了避免线路受到雷电的直接攻击，在高压输电线路上都会有避雷线架设。但是对于导线的防护，避雷线并非百分之百有效，因此，我们还是要避免绕击导线的可能性出现。

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1154）接地装置的问题

接地装置主要指的是接地电极与埋设在低下的接地网连接在一起的设备。在接地装置中主要存在两种问题：其一，由于地网的腐蚀，最主要的是因为电化学的腐蚀，这是和杆塔帝王土壤的具体结构相互联系的；其二，接地体施工质量也会有影响，接地装置电阻也会受到接地线敷设长度、埋深等方面影响。

2 常用的高压输电线路防雷措施

雷电现象是大自然中不可避免的灾害，如何减少雷电对高压输电线路的危害，就成为我们研究的关键之处。一般来说，在防雷措施的研究上，我们都需要遵循：线路重要性、线路路经区域雷电活动的强弱等方面条件。此外，对于当地以前线路运行经验的借鉴，各个方面的比较，也是保护措施确定的有效方式。

1）线路走向的合理选择 虽然说大自然很“调皮”，我们无法发现他的规律，但是通过各个地区地形的研究以及多年来从事研究的经验也能够将经常遭受雷电袭击的区域划分出来。一般来说，我们称这一些区域为易吉区。所以，在高压输电线路的架设设计中，应当尽可能地避免经过这些区域，如果无法避免，必须要经过该区域，也需要采取相应的保护措施，将该区域看成为防雷的重点保护区，从而来减少雷电对输电线路的影响。

2）避雷线的架设

在输电线路的防雷保护中，避雷线架设是最有效也是最基本的措施。避雷线主要是防止雷电直接击打到导线，并且也拥有其他方面作用：其一，分流，主要是为了将流经杆塔的雷电流减小，从而将塔顶的电位降低；其二，通过耦合作用，也会使得线路绝缘子的电压有所降低；其三，对于导线也起到了屏蔽作用，对于导线上过电压的感应也有所降低。一般来说，线路电压越高，避雷线使用的效果也会更优，并且在输电线路的造价当中，避雷线所花费的比重也不高。另外，在高压输电线路当中一般都会选择双避雷线假设的方式。

3）杆塔接地电阻降低

降低接地电阻是高压输电线路防雷的另一个有效的防范措施。随着杆塔接地电阻的增加，高压输电线路的耐雷就会随之降低，随着电压等级的升高，杆塔接地电阻作用降低也就越来的明显。因此，连接杆塔的牢固以及在良好的底线接触保护中就能够让

雷击产生的电流通过接地装置顺利地流入大地。在接地电阻降低的措施当中，还应该全面的分析当地的气候、地形、原本输电线路的运行经验等，从而选择合理的措施。第一，接地引下线、架空地线应该牢固的连接，保证良好的接触；第二，接地装置施工质量需要严格把关，确保接地电阻能够符合最初的设计；此外，对于高电阻率的土壤，还可以使用降阻剂，这样对接地电阻也能够加以改善，如此才能够与金属接地体紧密的接触在一起，从而才能够保证电流流通面足够大，能够将雷电电流迅速的引入到大地之中。

4）在线路当中装设避雷器

为了降低直击雷对于线路的损害，我们也可以假设避雷线，但是我们却无法将感应过电压以及雷电绕击完全的消除掉，因此，我们就应该考虑将避雷器安装在容易遭受雷击的线路杆塔之上，并且避雷器和接地线之间的连接也能够将电流引入大地，这样对过电压也起到了限制作用，对于设备安全以及输电线路都起到了保障作用。

5）将耦合地线架设在容易遭受雷击的区域 将接地线添加在容易遭受雷击区域或者是多发区域的导线下方，也能够保障输电线路的耐雷水平得到一定程度上的提高，这对雷击跳闸率也有很好的控制作用。在架设耦合地线时，根据不同的架设线位置，也可以将其分成直挂式和侧面两种技术方式，前面一类主要是在线路导线下方直接架设，后一类这是在线路两侧平行的架设，这样的方式对于地线的屏蔽作用增强也有保护作用。耦合地线主要是分流和增大导线、地线之间耦合系数这两个方面的作用。耦合系数的增加主要是为了将等值波阻抗减少，从而减小绝缘子之上的电压，通过这样的方式来提升防雷水平；分流主要是为了降低塔顶的电位。当雷电击打塔顶的时候，就会大大的减少输电线路上的感应电压。

6）线路绝缘性能的提高

只有保证线路的绝缘性恩呢该，才能够减少跳闸率，才能够避免被雷击击中的次数。如果架设的区域位于高海拔，并且容易受到雷击的区域，就需要强化线路绝缘子的检查力度，如果绝缘子处于低值或者是零值，就应该及时的更换；及时地检查区域之内的土壤情况，做好盐密测量工作；在停电检修线路的时候，也要做好绝缘子的防污处理；此外，

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