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摘要：在电力系统的组成中，输电线路作为连接变电站和用户的纽带，是一个非常重要的部分，可以算得上是电力系统的大动脉，输电线路能否安全运行，对电网的安全和稳定有着直接、重大的影响。而雷击是对输电线路能否正常运行的一个很大的危险因素，因此，能否保证输电线路遭雷击后的跳闸水平可以在一个正常的范围内，可以说是一项至关重要的任务。在本文中，我们首先介绍了雷电的机理，及其对输电线路的影响，简要介绍了输电线路防雷措施研究的目标。最后分两个大方面探讨了综合防雷的措施，以使输电线路能够正常运行，保证供电系统的安全性及稳定性。
关键词：输电线路；防雷；稳定；措施
近年来，据调查，在我国电力系统所发生的事故中，由于雷击所引起的占了很大的比例，可达50%以上，一个很恐怖的数字。事实上，不但在我国，在其他国家，这种情况同样存在，在瑞典、日本，输电线路遭受雷击所引起的电力系统事故发生率亦高达50%。在国际大电网大会上公布了这样一组数据，在美国等12个国家，总长度达3.27万公里长的输电线路连续三年运行资料显示，在电力系统所发生的事故中，由雷击输电线路引起的事故占总数的60%。由此可见，降低电力系统事故发生率，首先就要研究出行之有效的输电线路防雷措施。接下来，本文将对雷电的机理，输电线路防雷电措施研究的目标，以及如何才能有效地使输电线路免受雷击的措施进行了探讨与研究，以确保输电线路可以正常运行，降低电力系统的事故发生率，使电力系统可以可靠、安全的运行。
一、输电线路雷击事故的相关概述
1.雷电的机理
雷电，是自然界中一种十分常见的自然现象，同时也是极为壮观的，对人类的生产和生活都有着很大的影响。雷电这种壮观的自然现象，在实质上与实验室中的长间隙放电区别不大，是雷云与大地之间放电或者带异种电荷的雷云间的放电现象。雷电的形成过程大致如下：一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅速的放电。在迅速放电的同时还会伴有巨大能量的释放，同时会有巨大的声音。雷电在进行放电的过程中会产生很强的电流，形成一个放电通道，可以将空气击穿，在使空气体积迅速膨胀形成爆炸冲击波时伴随产生的声音，就是雷声。
2.雷击给输电线路带来的危害
由于我们国家的国土资源面积广泛，地理情况复杂。输电线路遍布全国各地，形成了一个复杂的网络，所以，输电线路遭受雷击就成为了一个不可避免的事情。当输电线路遭受雷击，输电线路的绝缘子串很容易发生闪络，或者线路断线。一旦线路断线，造成的后果就是不可估量的，尤其是在交通不便的偏远山区，一旦线路断线，就会给工作人员增加很大的作业负担。在山区，故障查找十分困难，每次出现线路断线事故，巡检故障地点方面，不但浪费财力、物力，更加加大了工作人员的作业强度。近年来，由于生态环境的持续恶化，输电线路的逐渐增多，由于雷击所造成的输电线路损坏事故逐渐增多，给电力系统的安全、可靠运行造成了严重的影响。
二、输电线路防雷措施研究的目标
输电线路在遭受雷击时，由于雷击产生的冲击压，输电线路的绝缘部分会出现闪络现象或者是产生涉漏电弧，这些都会造成输电线路出现相间短路或者对地短路等故障，从而引起事故跳闸，如果雷击持续时间过长，输电线路没能迅速的恢复到正常运行状态，就会导致输电线路断线，供电中断。为了解决上述问题，对输电线路防雷措施的研究应从以下几个方面入手。
（1）避免输电线路由于遭受雷击而造成闪络或者被击穿；
（2）避免输电线路由于遭受雷击而使控电闸门跳闸；
（3）避免输电线路由于遭受雷击而造成电力传输中断。
下面，我们就从输电线路出现的遭受雷击事故的特点出发，分析人们在电网的实际运行中采用的几种较为常用的防雷电措施的具体方法，原理以及特点。
三、几种常见的输电线路防雷措施
1.合理选择输电线路的走线
关于输电线路的走线布置，根据输电线路遭雷击事故的统计记录，参考雷击事故发生的时间曲线，地理环境特点，结合以往的工作经验，可以总结出哪些地段容易遭受雷击，我们把容易遭受雷击的某些线路称为“易击区”，因此，在设置输电线路的走向时，一定要尽量避开那些区域，如果综合各方面因素考虑输电线路的设置走向为最优时无法避开，那么就要对这些区域的输电线路进行重点保护，以达到防雷的目的。
2.提高易遭雷击区域的输电线路的绝缘性能
通常情况下，输电线路遭受雷击，会导致绝缘子闪络，或者被击穿，继而导致输电线路跳闸断电。为了减少输电线路遭雷击后跳闸的频率，就必须要保证绝缘子的质量，要加大绝缘子测零的工作力度，务必使零值或者是低值的绝缘子能够及时的被替换掉。要有针对性的开展盐密度的测量工作，掌握局部地区的污秽程度。合理的配置外绝缘子的数量，在易遭受雷击的地区要适当增多，其他地区照常配置。对于某些地区，经测算满足空气距离和风偏的条件，可以对原有的绝缘子串增加一到两片同一型号的绝缘子，对于那些危险地段，也可以采用单独定制绝缘子片的方法，以提高输电线路的安全性、可靠性。
3.安装线路避雷器
在我国跳闸率比较高的地区，高压线路的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数约占到40%-70%。为了减少输电线路的雷害事故，提高供电的可靠性，可在线路雷电活动强烈或土壤电路率很高的线段及线路绝缘薄弱处装设避雷器。一般在线路交叉处和大跨越高杆塔等处装设。
在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。假装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相邻杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传到相邻杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因而避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的点位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络。因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
4.在易击段架设耦合地线
在降低杆塔接地电阻有困难时，我们可以采用架设偶和地线的措施，即在导线下方（或附近）再架设一条底线。这种方法主要有以下几个方面的作用：
①.加强避雷线与导线间的耦合，从而减少绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量；
②.增加了雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。
运行经验表明，耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的，尤其在山区的输电线路其效果更为明显。我国曾对110KV和220KV有避雷线线路采用过加装耦合底线的做法。下面是我国部分有耦合底线线路运行结果汇总；
5.杆塔改造
现在，防雷工作的另一个问题，全线防雷保护角偏大，已成为了急需解决的一个问题，从多次输电线路遭受雷击事故的记录中我们也可以看出，减小防雷保护角这一工作的重要性。但是，改造防雷保护角是一个工程量巨大的任务，既需要更换塔形，有的甚至需要重新浇筑基础，直到杆塔移位，因此，要结合每一年具体的工作计划，资金的申报情况，利用有限的资源，对那些易遭受雷击的区域的杆塔，逐步进行改造。可以将原来的ZV型拉线杆塔，改为ZB型自立塔，以减小杆塔的防雷保护角，提高线路防雷能力。
结语
总而言之，对输电线路进行防雷保护，是一项艰巨而又长远的任务，随着我国供电范围的不断扩大，供电网络越来越复杂，等等。这些无一不加剧了我们防雷工作的困难，输电线路的雷电防护，是一项长期而艰巨的工作，作为电力系统的工作者，我们有必要，更有义务研究、分析输电线路防雷措施，开展防雷改进，引进先进的防雷技术，分析在恰当的地方使用合适的防雷措施。
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论文作者:张亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：线路论文; 防雷论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 措施论文; 事故论文; 《电力设备》2017年第4期论文;