摘要：输电线路是电力系统的大动脉，我国的国土面积大，且地形复杂多样，雷雨居多，遭受到雷击的几率也较大。如果没有有效的防雷技术应用，一旦输电线路遭到雷击，将会给电力系统带来很大的损害。正确认识雷击对输电线路的危害，并将防雷技术纳到线路的设计中显得十分重要。
关键词：输电线路；防雷技术；应用
1.防雷技术原理介绍
为了给输电线路选择合适的防雷技术，需要对雷电的放电原理和防雷技术原理进行详细分析和研究。人们生活在充满水蒸气的大气环境中，当大气和上升气流相遇时会导致大气中的小水珠被各种电荷包围，之后在气流的带动下形成了上表面带正电荷、中间正电荷和负电荷交织存在、下表面带负电荷的云层，此种云层又叫雷云。雷云向地面的放电过程包括先导放电阶段和主放电阶段，先导通电阶段因为某处的电荷出现积累过多的情况，导致空气中一部分介质的绝缘性质发生了变化，形成了导电通道，导电通道的形成过程就是先导放电，此时雷云与大地的电压会达到10mV。当游离的异性电荷开始运动时主放电阶段便开始，主放电阶段的时间相对较短，但是此阶段的电流达到了200多千安，有非常大的破坏性，之后电流波和电压波通过放电通道进行入雷击点。当气体介质在电场的作用下导致电解质中一些带电的质点的数量和移动的速度达到最大值时，电介质就会失去绝缘性，上述内容即放电原理。通过上述原理可以对雷电的放电系数进行研究，得到地面落雷密度值和雷电流幅值，通过对上述数据进行相应的推导得出输电线路和避雷线的耦合系数、输电线路的耐雷水平计算公式、雷击跳闸计算公式等，将计算所得值进行防雷设计计算。
2.影响输电线路频发雷击的几个因素
2.1山区、沿海线路地形条件不利
一般来说，山区的地形会影响线路的铺设，而由于气候和地形地貌的限制，输电线路在设计上也会受到影响，因此在铺设线路的过程中，需要时刻关注当地的气候条件，对于一些不良的因素及时的做好反馈工作，避免产生不良的后果。总的来说，不良的后果主要有：第一，一些纵深山谷地带。有些地方的气流运动比较复杂，造成雷击的范围扩大，而保护的屏障较少。分析原理主要是由于在这种气候条件下造成的开放空间比较明显，而暴露的弧长也在增加，气压的上升会造成雷击的危险。第二，对于一些倾斜的山坡来说，由于上坡的地带很少有绕击，而下坡的地段导线过长，因此保护角度会显著增大，绕击频率的增加会给山坡造成压力，使得整体的雷害程度加深。第三，对于一些沿海地区来说，海岸线过程，空气中的盐度过高是引起雷击的主要原因。
2.2线路杆塔高度等参数
在山区进行输电线路的设计时，需要关注一些精确的参数值，如果参数值的差距较大，就会给线路的铺设带来问题，带来的问题主要有：第一，塔身的电流和电感程度加大，反击的电压和电流同时减少。第二，分流作用会大幅度的降低，这主要是由于相邻杆塔的分流造成
的。第三，造成线路之间间距的不均匀，特别是导线闪烁的程度会大幅度提升。
2.3土壤电阻率高
通过科学的数据显示，一般在杆塔进行的雷击统计和接地的电阻会有直接的联系，比如某个单位的电阻是110kV，但是显示的结果会高一些，这就说明在这个过程中受到了雷击闪烁的影响。有些公司在输电线路的安装时，选择一些高山地区，这个地区大部分都是山地，地形和地貌情况比较复杂，对于当地的线路铺设是十分不利的。
3.输电线路设计中的防雷设计
3.1选用合理的输电线路路径
由于自然区域的条件不一样，受雷击的概率也会有很大差异。因此，要选择铺设线路最合理的路径，尽量避免此类雷击区域。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应该要避免的路径有如下几种：第一，号称“雷暴走廊”的山谷峡谷地区；第二，地下埋有导体性质的矿物或者地下水位高的地区；第三，环山而坐既潮湿又低洼的盆地，尤其是其旁边有连绵的山脉或者是有树木、池塘、水库等的铁塔周围更加危险；第四，已经发生土地电阻率的突变或者极易发生突变的地域，这些区域有低土质性电阻的特性，比如地质的断层处或者有溪流的山谷区域，又或是那些土壤与岩石、到天河山丘交接的地带；第五，那些土壤很好的山地或是向阳的山坡，虽然其电阻的差距不是很明显，但是遭到雷击的概率也比普通的地区要多。
3.2合理利用线路避雷器
随着技术的不断完善，避雷器的成本在不断降低但技术却越来越成熟。在这种情况下，在输电线路的设计过程中合理利用线路避雷器是避免线路遭雷击破坏的重要措施。研究表明，在输电线路中应用避雷器可以解决在下坡地区的输电线路绕击防雷效果差的问题，还可以在一定程度上减少雷击闪络现象的发生频率。
影响避雷器的保护范围的主要因素有雷电流的大小和线路的耐雷水平。在实际的工作过程中，如果落雷点位于避雷器附近的杆塔，避雷器就不能发挥避雷的作用，避雷器的保护范围就等于零。如果落雷点在避雷器所在的杆塔，并且雷电流的大小和线路耐雷水平相比较小时，避雷器就可以实现全线段的保护，不会发生雷击闪络；反之，如果雷电流大于线路耐雷水平，避雷器的保护范围仅限于本杆塔，而附近其他杆塔会发生雷击闪络。
3.3降低接地电阻
仅仅依靠安装避雷器和架设避雷线所达到的防雷效果不是非常理想，因此，接地电阻是避雷线很好的一个补充，以达到更大的降压目的。比如说，当电压值在40～65kV区间时，避雷线没有搭设的必要性，但是为使所有铁塔的接地情况良好，同时又有防雷的效果，就需要运用降低铁塔的接地电阻策略。降低电阻方法有三种：一是对于那些较为集中同时规模较小的接地网，可使用降阻剂。将降阻剂铺设在接地极的四周，扩大接地面积，从而达到降低地面和铁塔的电阻。因其导电性能较好，可推广使用此方法；二是爆破技术。利用爆破，制造破裂，然后通过压力机作用将电阻率较低的材料导入裂缝中去，以增强土地导电性能；三是加长水平接地体，因为水平节地体长度与电感效应成正比，若其长度为80m，电阻率达2000，长度是55m时，电阻率是500，因此，当其长度达一定值时，冲击系数就会逐步稳定下来，不会再下降。
3.4架设耦合地线
有些情况下接地电阻不能降低，这时，可以在导线的下方或者周围敷设地线，使得雷电流能够分流，从而降低绝缘子串两端感应的程度，降低反击电压之间的分量。耦合地线的架设，可以降低电力系统遭受雷击时的跳闸率。
3.5加强杆塔绝缘水平
加强杆塔的绝缘水平也可以提高线路耐雷水平。但是由于这种方法会使线路的绝缘费用增加，对地安全距离降低，因而在平原地区不以应用。但是，针对在雷电多发地以及高海拔地区设计人员可以根据规范中的规定，在塔头尺寸允许的范围内增加绝缘子片的数量，从而提高杆塔的绝缘水平，进而使线路的耐雷水平得以提升。
4.结语
随着我国电力事业的不断发展以及电力资源对人们日常生活重要性的不断提高，电力工作人员肩负的责任也越来越大。因而在输电线路的设计过程中，设计人员应加强对防雷措施的设计，通过精确的计算、全面的了解和科学合理的设计，使输电线路的耐雷水平得到提升，使输电线路的安全性得到更多的保证。
参考文献：
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[2]李明光.110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J].经营管理者，2016（13）.
[3]张磊.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2015（1）.
作者简介：
乔红雷（1985.09.12），性别：男；籍贯：河南；民族：汉；学历：研究生、硕士；职称：工程师；职务：线路电气设计工程师；研究方向：高电压与绝缘；单位：河南省电力勘测设计院；
论文作者:乔红雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
标签：线路论文; 防雷论文; 避雷器论文; 杆塔论文; 电阻论文; 雷电论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第20期论文;