摘要：输电线路构成了电网的基础组成部分，作为电力传输的物理媒介，其安全性、稳定性以及可靠性，对保障电力系统的安全稳定运行，具有十分重要的作用。我国大部分输电线路都经受着雷雨的严峻考验，雷击故障频频发生。输电线路的雷击故障在整个电力系统故障率中占很高的比例，严重威胁了电网的安全稳定运行。本文系统地介绍了目前我国输电线路防雷技术的发展现状以及其存在的问题，在此基础上提出减小避雷线保护角、降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器、架设耦合地线、输电线路并联间隙技术、加装各种类型的避雷针等解决对策，
关键词：输电线路；防雷；问题；解决对策
目前，我国的电网防雷体系由两部分构成，即变电站核心防御和输电线路外部防御。输电线路大多位于空旷之地，绵延数千数万里，往往容易遭受雷击，虽然采取了多种类型输电线路防雷技术对策，但因雷击而造成的线路跳闸仍是整个电力系统跳闸的首要原因。随着技术的发展，六氟化硫断路器和氧化锌避雷器大量应用于电力系统，在一定程度提高了电网抵御雷害的能力。但是，在我国电网防雷体系中，输电线路雷击防御的问题仍十分突出。近些年来，输电线路雷击跳闸的现象频繁发生，甚至还引发了许多较严重的电网事故。一直以来，我国输电线路防雷技术方面仍存在两个未解决的问题：一、已经采取了各种类型的防雷措施，但雷击跳闸率居高不下的问题突出。二、电网防雷一直以来以降低雷击跳闸率、提高线路防雷水平为中心的治理方案，是否应该继续沿用？还是应该学习西方国家的模式，通过装设绝缘子保护间隙，维持可以接受的雷击跳闸率？正是因为我国输电线路防雷问题严重，本文探讨研究了以下六种输电线路的防雷解决对策。
一、减小避雷线保护角
减小避雷线保护角，是通过适当减小避雷线的保护角来加强避雷线对输电线路的屏蔽功能，降低输电线路受绕击的概率，从而减少输电导线绕击跳问率，最终达到输电线路防雷目的的输电线路防雷技术。可以分为以下几种类型：一，保持导线和避雷线之间的高度不变，减小水平侧向距离，进而减小保护角；二，保持导线高度不变，通过增加避雷线的高度，也就是通过增加杆塔结构的高度，减小避雷线的保护角。三，保持避雷线的高度不变，即保持杆塔结构的高度不变，通过提高绝缘子片的数量，降低输电导线挂线点的高度，从而达到减小避雷线保护角的目的。就目前而言，在我国，减小避雷线保护角的方法，不仅适用于改造老旧线路的防雷，而且也适用于设计新建线路的防雷。在改造老旧的线路时，减小避雷线保护角在一定程度上能够减少线路的跳闸率，但也存在着费用高、施工时间长、改造工程难度大，总体的经济性较低。 在设计新建线路时，运用减小避雷线保护角的方法，需要重新设计杆塔，不需额外改造输电线路。
二、降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻，即通过减少杆塔冲击的电阻的方法，从而增强线路的反击、耐击水平的一种防雷措施。一般来说，其方式有两种，分别是化学降阻和物理降阻。化学降阻，即将降阻剂放置在接地的电极附近，减小土壤的电阻率，进而达到降低接地电阻的目标。物理降阻，包括综合接地体、埋接地电极、延长接地电极等。随着时代发展，还出现了运用立体结构接地极来降低接地的电阻等方法。
对平原地区来说，尤其是在土壤电阻率不高的地区，按照一般的方法，接地电阻的数值可以达到标准。但是在高电阻率地区、或者山区，输电线路的技术人员仍然有两个技术难题，即减小接地装置的接地电阻数值，用最少的付出获得最大的降阻成效。
三、安装输电线路避雷器
线路避雷器技术，是指在输电线路上，安装输电线路避雷装置，将线路绝缘子与其串并联，加强安装处输电线路的反击和绕击耐雷水平，并有效保护绝缘子不闪络，进而减小雷击跳闹率的一种输电线路防雷技术。根据线路避雷器的不同结构，可以分为：无间隙型线路避雷器和带串联间隙型线路避雷器。安装线路避雷器的作用是提升避雷器所保护范围内的线路段的反击和绕击耐雷水平，进而减小该线路段雷击跳闸的事故率，进而缩短线路的突发停电时间，完善供电的可靠性水平。
除此之外，线路避雷器不仅能够加强安装处线路段的反击和绕击耐雷水平，而且能够降低安装所在地的杆塔的雷击跳闸率，从而减少线路的非计划停电时间，增强供电的可靠性水平。与其他的防雷措施相比，线路避雷器的运行效果良好、保护原理可行，但是因其保护范围较小，保护范围往往只限定于该杆塔两侧一个档距。如果想在输电线路中安装数量较多的线路避雷器，其价格比较高，经济性差。所以，要进行技术经济可行性分析，合理、有效经济地安装线路避雷器。
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四、架设耦合地线
架设耦合地线，是指在降低杆塔接地电阻受阻碍的时候，在导线的下方可以加设一条接地线，从而提高线路的反击和绕击耐雷水平，降低反击跳间率的防雷技术，大多应用于接地电阻较高的输电线路。架设耦合地线技术可以根据架设的位置不同分为两种类型：直挂式耦合地线，即直接在线路导线下方增设耦和地线；侧面耦合地线，即在线路单侧或双侧平行架设耦和地线。通过架设耦合地线来提高线路反击耐雷水平的原理主要是以下两个；第一，耦合地线能够提高地线和导线之间的耦合作用，在雷击塔顶的同时，能够在导线上产生一种高的感应电压，进而达到降低绝缘子串承受的冲击电压的目标。第二，耦合地线能够减小杆塔的分流系数，尤其是在接地电阻较高的情况下，可以降低雷电流通过邻近杆塔的接地装置散流的难度，最终降低塔顶电位的目的。在线路两侧架设耦合地线，即侧面耦合地线，正是因为其位于导线两侧，使得地线的屏蔽作用有效提高，有利于促进线路防绕击的作用。
五、输电线路并联间隙技术
输电线路并联间隙技术，是指通过在绝缘子串的两端并联一对金属电极来构成一定的间隙，进而使雷击线路时闪络能够发生在这一间隙处，最终达到保护绝缘子串不受电弧灼烧目的的一种输电线路防雷技术。最终达到使绝缘子串不受灼烧目的的一种输电线路防雷技术。并联间隙，又称为引弧用或招弧角，是由并联间隙、并联间隙电极构成。并联间隙装置以绝缘子不同的种类为划分依据，可以分为两种：复合绝缘子用并联间隙装置和瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置。并联间隙的优势在于经济性能优良、安装方便、原理简单，能够对现有输电线路防雷保护技术的作为一种有力补充。与减小避雷线保护角、降低杆塔接地电阻、安装线路型避雷器、架设稱合地线等堵塞型的防雷技术相比，输电线路并联间隙技术则属于疏导型的防雷技术，即对一部分线路无法耐受的雷击来说，并联间隙技术可以使闪络发生在预定的并联间隙处并有效地疏导工频电弧，进而起到有效保护绝缘子的作用。
六、加装各种类型的避雷针
安装避雷针，是指通过避雷针引雷的强能力，来降低输电线路雷击率的一种输电线路防雷解决对策。降低跳闸率的防雷方法，可以分为可控放电避雷针、安装避雷线的水平侧针等。可控放电避雷针，是一种在物体顶部安装的、具有某种特殊结构的避雷针装置，由动态环、主针、接引地下线、储能元件等部分构成。通过这种结构设计，能够使主针、动态环分别通过储能元件和非线性装置与地面绝缘，针头电位是动态的，电场分布较均匀；在雷云来临的情况下，储能部位可以通过感应电场来进行储能，在超过装置设定的最大值时，储能装置会对主针本体进行放电，瞬时改变主针电位，但与此同时，动态的环电位并未发生变化，从而瞬时畸变主针的针头电场，起到限制电流、保护相关物品免遭雷击的作用。避雷线水平侧针技术，是指通过安装短针，来提高避雷线的吸引能力，进而扩大避雷线的保护区域，来达到减小线路绕击的概率这一目标的一种输电线路防雷措施。避雷线侧针是以下列三种原理为基础：第一，针型物和线型物相比，更容易出现一种迎面先导，更容易拦截下行先导，因此，装设短针可以提升避雷线的引雷水平。第二，装设水平方向的短针不仅能够有效吸引渗透到较低区域、而发生绕击的弱雷，而且能降低导线的绕击率，但同时也不会使输电线路发生反击，具有安全性和稳定性。第三，如果是在一个档距内的避雷线上，在每间隔一个合适的距离安装水平短针后，能够扩大保护范围，并将保护范围延伸至整个档距。
七、结束语
综上所述，想要解决输电线路的防雷问题，可以从减小避雷线保护角、降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器、架设耦合地线、输电线路并联间隙技术、加装各种类型的避雷针等方面出发，只有掌握正确的输电电路防雷解决对策，才能够提高输电线路运行安全性、稳定性和可靠性，又能避免不合理的设计、改造所产生的资源浪费和财力浪费，从而取得事半功倍的效果，提高输电线路防雷的技术性和经济性。
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作者简历：谭振辉（1983-），男，本科学历，助理工程师，主要从事线路运检工作。
论文作者:谭振辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：线路论文; 避雷线论文; 防雷论文; 地线论文; 杆塔论文; 避雷器论文; 间隙论文; 《电力设备》2018年第2期论文;