摘要：近几年来，输电线路的雷击事件发生较为频繁，由于雷击所造成的断线，短路、开关跳闸等事故严重影响着供电系统的安全运行，目前对于架空输电线路最重要的任务就是防范雷电灾害的发生，因此我们需要在深入研究的基础上，对于雷击时系统的薄弱环节及过电压等原因进行细致的分析，从而找出最好的防范雷击的安全措施，以保证电网的稳定运行。因此，本文对输电线路设计中的防雷措施进行分析探讨。
关键词：输电线路；防雷设计；措施
雷电为常见自然灾害，其对输电线路产生的影响较大，雷击时会有过大雷电流通过线路，导致输电线路被烧毁，无法正常供电，对整个电网运行效率具有重要影响。为提高输电线路运行可靠性，需要落实有效防雷措施，来消除雷击对线路产生的影响。基于电网运行要求，收集输电线路相关数据，并对多项防雷措施进行对比，选择最佳防雷措施，来满足电力系统防雷需求，实现电网的有效保护。
1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较多，它的放电时间仅约0.01秒，但放射出来的能量非常巨大，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。
2常见的雷击类型
2.1直击雷
直击雷是大自然中常见的一种，直击雷即为带电积云与地面之间产生强烈的放电。直击雷会直接作用于输电线路上，直击雷的破坏力极强，其瞬时电压甚至可以达到几百万伏、电流可以达到几百千安。这些能量可以在瞬时爆发出来，直击雷无疑会使得输电线路遭受严重的损坏。直击雷不仅会产生电效应，而且由于高电流会产生热效应，最终将输电线路损坏等各种破坏效应。为了更好的避免直击雷的雷击可以采用避雷线和避雷针等，从而将高能量的雷电导入到地下，避免输电线路被雷击损坏。
2.2绕击雷
绕击雷在平原地区很少发生，但在山区或者丘陵地区则比较常见。绕击雷的主要表现形式是雷击没有作用到避雷设备上，反而击于输电线路上。绕击雷需要特定的地质条件，一般装有避雷线的输电线路很难收到雷击，但是绕击雷却可以在特定的地质条件下作用于输电线路。目前对于防止绕击雷击于输电线路，也没有明显的突破性进展技术。只有提高输电线路的耐雷水平及降低雷电先导的定位高度才能很好的预防绕击雷对输电线路的损坏。
2.3反击雷
输电线路的避雷设备遭受雷击时，杆塔电位会随之上升，输电线路上会有感应过电压，当两者电位相差较多时则会出现闪络，即俗称的反击雷。一般在高电压的输电线路上才会出现这种情况，应对反击雷的最好措施就是增加输电线路的绝缘性能。
3输电线路设计中的防雷措施
3.1合理选择输电路径
在确定输电线路路径时，核心要求是尽量避开雷击高发地段，远离雷击区，并对无法避免的雷击区内线路进行高效防护，将雷击影响降到最低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总结以往经验可以确定，应尽量避免以下区域：雷暴走廊，如山区风口、顺风峡谷与河谷等；四周为山丘的潮湿盆地，如水库、鱼塘、沼泽、湖泊以及森林等周边尽量不要设置铁塔；土壤电阻率变化明显地区，如地质断层地带、山坡稻田交界位置、岩石与土壤交界位置等，土壤电阻率越低遭受雷击的可能性越大；地下水位较高或者地下存在导电性矿区域，以及土壤电阻率差异较小的山顶、向阳山坡等。
3.2合理设计方案增加导线与避雷线间的耦合系数
根据雷击闪络的反击原理可知，通过减少电感、降低接地电阻、增加导线与避雷线间的耦合系数等，可以在一定程度上增加输电线路的综合耐雷水平。因此，在输电线路综合防雷设计过程中，应结合工程实际考虑架设双避雷线或在导线下放布设耦合地线等方式来增加耦合系数，这样可以有效限制杆塔端部电压降低雷击过程中悬垂绝缘子串上的过电压幅值。
3.3同塔双回线路不同回路间设计不平衡绝缘方案
在输电线路防雷设计中，采用不平衡绝缘防雷方案实际就是对于同塔双回线路不同回路选用不同片数的绝缘子串。也即当雷击输电线路时，绝缘子串片数少的回路将先发生闪络，其闪络后的导线就相当于地线，这样可以增加同塔上的另一回导线的耦合作用，进而确保绝缘子串片数多的回路耐雷水平增高而不至于发生闪络，确保其中一回路继续安全可靠供电。
3.4安装合适的避雷器
当输电线路遭到雷击时就会发生线路跳闸事故，这样就会导致该地区的供电受到影响，进而影响当地居民的生产和生活。所以在进行输电线路的避雷时应该安装相应的避雷器来抵御雷击事故。尤其是在雷击频繁的地区，更应该采取必要的措施来降低雷击带来的经济损失。在进行避雷线路的设计时可以将避雷针放置到高压输电线路上，这样当雷击产生时，避雷针就可以将设备受到的电流传输到地下，从而起到对输电线路的保护作用。除此之外，当避雷器电压低于塔杆和导线电位差时，避雷器就可以将电压自动分流，避免出现绝缘子闪络的现象。
3.5降低铁塔接地电阻
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。这种方法具有良好的导电性能，是目前大力倡导的方法。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55米左右时，电阻率为500Ωm，当长度达到80米，土壤电阻率可达到2000Ωm。因此，当使接地体的长度到一定量的时候，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支外引式接地装置、增加接地极的埋藏深度、深井接地等。
3.6优化和提升输电线路的绝缘性能
输电线路的绝缘水平一定程度上影响和制约着其耐雷能力。所以，要想使得输电线路的耐雷能力得到提升，首先应做的是将输电线路的绝缘强度维持在可控制范围内。类别不同的绝缘子的性能以及质量问题是设计高压输电线路时首要考虑的问题。自洁性能较好的绝缘子材料能够帮助提升输电线路的防雷水平。此外，扩大接地体的铺设范围一定程度上也能够加大电流在地面的泄放面积。例如，我们可以在建筑物周边等距离铺设铜管，再将铜管焊接，这也是增强输电线路的绝缘水平的有效措施。
结束语：
为提高输电线路运行安全性，需要就雷击灾害影响进行准确分析，然后基于实际情况，对各项因素进行综合分析后，对比选择最为合适的防雷措施，从根源上来消除雷电对线路输电质量的影响，避免对输电线路造成损坏。
参考文献：
[1]输电线路的防雷保护及措施[J].荣士峰，杨旭辉.科技展望.2014（13）
[2]输电线路雷击故障的防护措施分析[J].夏义忠.贵州电力技术.2015（07）
[3]刘俊男.输电线路设计中的防雷措施研究[J].通讯世界，2015（16）
论文作者:李明光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
标签：线路论文; 防雷论文; 措施论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 避雷线论文; 电阻率论文; 《电力设备》2018年第15期论文;