（国网山西省电力公司朔州供电公司 山西朔州 036002）
摘要：高压输电线路是供电系统的重要组成部分，确保高压输电线路运行的安全性和稳定性对保证供电系统的正常运行而言具有非常重要的作用。在高压输电线路运行的过程中，雷电打击是影响其正常运行的主要因素之一，因此必须要采取合理的措施提高高压输电线路的防雷水平。本文将从介绍输电线路雷击放电原理入手，分析高压输电线路综合防雷措施。
关键词：高压；输电线路；综合防雷措施
如果输电线路的电压等级提高，对应的塔杆高度和线路尺寸逐步增加，使得输电线路越来越容易受到自然灾害的影响，尤其是雷击现象。在我国因雷击导致的线路跳闸占比为35%以上，在日本为50%以上，美国和俄罗斯均达到60%。因此如何防范雷击对输电线路的影响对于提高电力系统的稳定性具有重要意义。
一、雷电产生的过程
当雷云在整个云层中的水滴，受到了相应的气流吹动后，此后各个水滴之间会产生不同的电荷，一般个头较大的水滴带正电荷，而个头较小的电荷带负电荷。根据相关的实验数据进行分析研究，可以发现，正电荷往往处于最上层部分，而负电荷往往为下层部分，在云层的中间为云层的棍合区域。先导放电是在其中的一个点附近存在的电荷数量较大的情况下，在其附近能够达到的电场强度(25-30kV/cm)能够破坏空气中的绝缘强度，此时受影响的空气开始发生游离现象，该部分空气便可以发生导电，该过程即为先导放电。当云层达到一定高度时，往往伴随雷电先导的发展，首先会在地面某目标中产生迎面先导。当先导通道头部与带异号电荷之间的距离相对较小时，此时存在两个电位等级，其数值可达到10MV，另外一端是地电位，因此在剩余的空气间隙当中，产生的电场强度的数值是非常大的，此时在两者之间的空气间隙在极短的时间间隔内，会产生游离。产生游离的空气中的正、负电荷将分别向上和向下进行运动。一定程度上会中和先导通道中与被击物的电荷，这时电荷的放电阶段将进入到主放电阶段。整个主放电过程持续的时间十分短暂，通常处于微秒级别(50-100s)，整体的移动速度也十分迅速，一般为光速的1/20-1/2之间，尽管放电电流时间较短，但放电的电流数值较大，为200-300kA的数值，当主放电处于云端位置时，主放电的过程将会结束。
二、影响高压输电线路防雷水平的因素
影响高压输电线路防雷水平的因素是比较多的，下文将对此进行具体的介绍。第一，杆塔的接地电阻。杆塔雷电冲击电位的高低和杆塔接地阻抗有一定的关系，高压输电线路耐雷水平随着杆塔接地电阻的增加而降低。在发生雷电打击事故时，避雷线和输电导线的波阻抗要比杆塔接地电阻的阻值大。因此大部分的雷电流都会流入到大地中，只有一小部分会流向附近的杆塔。第二，线路档距。在发生雷电打击事故时，线路档距将会影响雷电波传播的时间。因为雷电波会沿着输电线路进行传播，在传播时线路档距决定传播的时间。在其他条件不变情况下，随着线路档距的增加，线路的耐雷水平也会增加。但当档距增加到一定程度以后，线路耐雷水平就不会再变化了。第三，杆塔的高度。通常来说，随着杆塔高度的增加，线路的耐雷水平是降低的。这主要和两方面有关。一方面，在杆塔高度增加的同时，其引雷面积也是增加的，被雷电击中的概率大大增加；另一方面，在杆塔高度增加时，出现反击的概率增加，跳闸现象发生的概率也会增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、高压输电线路综合防雷措施
1、合理选择输电线路路径
雷击主要发生在春夏交替之间，并且雷击次数在分布上具有一定的规律性，易受地形及气候影响，因此在架空输电线路的防雷措施上可通过选择合适的输电走廊来降低输电线路被雷击的可能性，从而减少输电线路因雷击而造成的跳闸故障。在输电走廊的设计中应注意以下几点：第一，避免山区封口及峡谷地形。第二，避免输电线路经过潮湿的盆地。第三，避免输电线路跨越土壤电阻率较低或突变的区域，如地下有导电性矿藏的区域。
2、降低塔杆接地电阻值
降低塔杆接地电阻值对于增加线路的防雷水平也是一种行之有效的方法，一般搭配避雷线一起使用。当输电线路被雷击之后，能够大幅度降低雷电压。根据具体的需求选择合适的阻值即可。目前常用的减低阻值的方法有：利用降阻剂，在接地极的周围辐射降阻剂；爆破接地技术，通过爆破技术将接地装置炸裂，然后用压力机将低电阻材料压入缝隙中，将整个电阻的电导率降下来；扩大接地面积；外引接地，选择地导电率的土壤外界一个接地。
3、架设避雷线
架设避雷线是最为有效和基本的防雷措施，避雷线的主要作用是防止雷直击导线，与此同时它还具有分流作用，能够降低流经杆塔的雷电流，并且能够通过对导线的耦合作用，减小线路绝缘子的电压，还能够通过对导线的屏蔽，降低导线上的感应过电压。通常来讲线路的电压越高，避雷线的使用效果也就越好，而且还能够降低避雷线在整个线路中的造价比。
4、安设避雷器
将该装置安设于高压输电线路，此后即使高压输电线路遭受雷电袭击也不会对电力系统造成过多影响，借助避雷器可以使其沿着导线路径流动，最终到达附近杆塔。上述方法对分流耦合方面的原理进行利用，对原有导线电位进行提升，降低绝缘子闪络问题的发生频率。对避雷器装置进行使用时需要注意以下几点：①结合实际情况确定避雷器安设位置，并对杆塔雷击性质方面的情况进行考虑，若杆塔遭受雷电袭击的可能性较高，便可以将其安设于三相，并且酌情在邻近杆塔对该装置进行增设。若绕击问题的可能性较高，可以在某一侧对该装置进行安装即可实现防雷保护。②将存在间隙的避雷器当作首选。③对该装置进行安设时需要对连接通畅性以及科学性方面的问题进行考虑，条件允许时可以通过实验对其进行验证，为高压输电线路防雷保护工作奠定坚实基础。
结束语
通过对雷击的机理进行研究，总结和分析了影响输电线路的各种影响因素，并给出了常用的防雷措施。架设避雷线是最常用、效果明显且经济的方式。降低接地电阻对于降低雷电压，减少冲击波的危害，并给出不同输电电压最优阻值。针对具体的情况，选择合适的防雷措施，可以大大地减小雷击带来的危害，提高输电可靠性。
参考文献：
[1]王新阳.输电线路综合防雷措施及技术经济性研究[D].广西大学,2016.
[2]徐开仁.±800kV特高压直流输电线路综合耐雷性能研究[D].广西大学,2013.
[3]刘振宇.110kV高压输电线路综合防雷措施探讨[J].科技传播,2013,14:30+29.
[4]莫燕明.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].山东工业技术,2015,13:165.
论文作者:杨文鹏,王新花,刘文宇,强中一,史晓飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：线路论文; 杆塔论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷线论文; 高压论文; 措施论文; 《电力设备》2017年第19期论文;