摘要：在当今生活中，人们对电能的需求日益增大，对电力供应安全性与稳定性的要求也越来越高，电能成为人类生产生活中不可或缺的部分。高压输电线路作为供电系统的重要组成部分，其运行的安全性与稳定性对于供电系统的安全稳定运行有着至关重要的作用。由于我国高压输电线路的分布范围很广，跨越区域极大，且都暴露在野外，受到地形等自然条件的影响，很容易遭受雷击，从而影响到高压输电线路的正常运行。因此对高压输电线路进行综合防雷措施的研究与应用具有十分重要的现实意义。
关键词：高压输电线路；雷电参数；风险评估；防雷接地
1高压输电线路防雷的重要性
在整个电力系统中，高压输电线路占据着极其重要的地位，其运行的安全性直接影响到了电网系统的运行。在电力系统各项故障中，因雷击而引发的故障比例相对较高。同时，高压输电线路自身的结构通常较为复杂，一旦遭受到雷击灾害，容易出现跳闸、停电、甚至引发火灾，不仅影响到输电线路的正常运行，还危及人们的生命财产安全。因此做好高压输电线路防雷措施，对于维护电力系统的正常运行，维持人们日常生产与生活所需，有效保障人们的生命财产安全，乃至有效促进经济的发展，都有着积极的现实意义。
2高压输电线路雷击事故发生的原因
2.1高压输电线杆塔接地工作不完善
经调查，导致雷击事故发生的部分原因是雷电击中输电线路或输电线路周围的空旷地区，造成过电压现象发生。研究表明，发生雷电过电压事故的几率与杆塔接地装置有直接关系，杆塔接地电阻的阻值高出规定标准，会减弱高压输电线路的防雷能力。根据相关经验的总结，杆塔高度增加，线路耐雷水平会随之降低。主要有两方面原因：其一，杆塔高度增加，引雷面积也随之增加，从而加大雷击概率；其二，杆塔高度增加，反击概率也会增加，会产生跳闸现象。
2.2高压输电线路绝缘配置不到位
高压输电线路运行过程中，绝缘配置的质量直接影响到其安全性的高低。绝缘配置的作用是避免产生电流回流的现象。若在高压输电线路运行中，绝缘装置无效，则会产生跳闸现象。除此原因，绝缘配置使用周期长，则会产生因老化而脱落的现象，若遭到雷电打击，就会增加事故发生的几率。与其他电力事故相比，绝缘配置脱落更容易产生严重后果。
2.3高压输电线路架设困难
高压输电线路的构建过程困难，对其架设地点的地理条件和位置都要进行严格勘查，由于部分地区地势特殊，地势的多变也对输电线路的架设增加一定难度。此种地势状况一般出现在山区，具有自然环境复杂、输电线路面积大、路程远等困难，所以导致雷雨季节时输电线路遭到雷电破坏的几率较大。因此，在架设输电线路的过程中输电线路的防雷设计是此项工程的重中之重。
3优化输电线路防雷设计措施
3.1安装线路避雷器
安装线路避雷器是高压输电线路防雷的常见措施，其防雷作用十分显著，安装在高压输电线路或者杆塔上，能够将雷电流通过避雷针传入地下或者相邻杆塔，从而将雷电流引向一个更加广阔的地方，防止雷电集中在某个部位对线路造成危害。在某些情况下，雷电流过大超过安全阈值之后，避雷器就会对雷电流进行分流，将其中大部分引向导线，并且传到相邻杆塔中，减轻雷电流对击中杆塔的过电压危害。另外，在雷击电流被引向导线的过程中，导线之间的电磁感应会作用在导线和避雷线上，产生耦合分量，从而使得导线电位上升，降低导线和杆塔之间的电位差，从而使得绝缘子串的闪络现象被消除，也降低了跳闸的可能性。线路避雷器安装示意如图1所示。
3.2降低杆塔接地电阻
输电线路杆塔是输电网络建设的主要基础设施，杆塔的接地电阻与特高压输电线路的安全性有十分紧密的联系，如果杆塔的接地电阻过大，当高压输电线路遭受雷击的时候，杆塔顶部的电位上升，一旦杆塔电位与下路之间的电位差超过一定阈值，就很有可能会出现闪络现象，从而引起线路跳闸。相反，如果杆塔的接地电阻适当，则遭受雷击的时候大部分电流会进入地下，使得雷电流被分散，从而保证线路运行的安全性。由此可见，在输电线路建设过程中应该要降低杆塔的接地电阻，提高高压输电线路的耐雷水平、降低其跳闸率。
杆塔的电阻率除了与电阻设备有关之外，还与土壤的电阻率有紧密联系，因此，在输电线路杆塔设计过程中，应该要尽量避开高山、石头较多的地区，但是我国的山地地形较多，在铺设电路的时候，很多复杂的地形是无法避免的，因此可以采取增加杆塔的埋设深度、增加杆塔的垂直地级等方法来改变杆塔的电阻率。
图1 线路避雷器安装
3.3做好杆塔接地工作，强化降阻手段
杆塔对输电线路的安全性起着重要作用，所以要将杆塔接地电阻的阻值降低。在选定架设输电杆塔地点时，不同的地质条件也会影响土质的电阻率参数。若是普通杆塔，在外界因素不变的情况下，降低杆塔电阻会使输电线路水平明显提高。利用杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护，可降低输电线路被雷电打击几率。被熟知并常用的降低杆塔接地电阻的方法有：外引接地、接地网面积扩大、使用降阻剂。虽然此举可增强输电线的放雷水平，但在特殊情况下，采用耦合地线的方式可以更加有效的提高高压输电线路的防雷能力。耦合电线可使绝缘子串的反击电压降低，也可以分流雷电电流[2]。实践证明，在降低杆塔接地电阻无效的情况下，可以使用耦合地线的方式。此种方式可降低跳闸事故的发生，对输电网络起到保护作用，也可使高压输电系统正常运作。在山区使用效果显著。
3.4优化和增强输电线路的绝缘配置
如绝缘体被雷电打击，雷电会破坏输电线路，导致输电线路不能正常运作，在输电线路的架设工程中，绝缘装置设计尤为重要。将绝缘装置在输电线路过程中保持在可控范围之内，在输电线路被雷电打击时，线路的绝缘配置就能物尽其用，起到保护输电线的作用。不同的输电线路对应不同的绝缘装置，要使绝缘体可以充分的起到保护输电线的作用，要根据输电路段情况和雷电的强弱程度对安装的绝缘配置制定不同质量标准。例如：绝缘体自身带有自洁功能，隔水力强，可以对输电线路起到防水的保护功能。在接地设计方面，可采用大量的接地方式，在雷电打击在输电杆塔时，接地作用就会快速将高空电流引入地面，分解雷击的破坏力。
3.5设置耦合地线。
高压输电线路架设耦合地线可保证防雷的效果。实际的操作步骤是寻找相关的导线，在导线上面安装地线或者安装复合型的地线光缆，这样来提升导线与避雷线两者之间存在的耦合作用，提升输电线路遇到雷电情况具有的耐受力，使得线路上的雷电过电压得到有效的降低，最终降低因雷击出现的跳闸情况的几率，使得电力的输送更具稳定性。
总而言之，想要确保高压输电线路的安全、稳定运行，就一定要有将高压输电线路的防雷接地措施落实到实处，改进传统的方法，并且还要加强对高压输电线路的检查与监控，实现高压输电线路的安全稳定运行，促进电力企业的经济效益的提升。
参考文献：
[1]卢峰超.特高压直流输电线路工程中防雷接地的应用研究[D].华北电力大学，2017.
论文作者:赵晓慧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：杆塔论文; 线路论文; 高压论文; 雷电论文; 防雷论文; 电阻论文; 导线论文; 《电力设备》2018年第12期论文;