（四川电力设计咨询有限责任公司 610041）
摘要：为了有效地降低输电线路雷击跳闸率，必须减少雷电对电网安全运行的影响。本文论述了目前我国输电线路防雷设计中常用的几种方法。
关键词：输电线路；防雷设计
1 输电线路防雷设计的重要意义
雷电的主要危害有以下几种：一是电流伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘体，使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。二是电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的温度会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。三是雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象，导致财产损失和人员伤亡。输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各个变电站、各重要用户的纽带。输电线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。
因此，输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位，是实现“强电强网”的需要，也是向工农业生产、广大人民生活提供不间断电力的需要。由于我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），所以雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨越江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，所以遭受雷击的机会较多。
在我国电力系统各类事故、障碍统计中，输、配电线路的雷害事故占有很大的比例。由于输电线路对于保“网”的重要地位，如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。输电线路雷害事故引起的跳闸，不但影响电力系统正常供电，增加输电线路及开关设备的维修工作量，而且由于输电线路上落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。而在电力系统中，线路的绝缘最强，变电所次之，发电机最弱，若发电厂、变电所的设备保护不完善，往往会引起其设备绝缘损坏，影响安全供电。由此可见，输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电量的关键。做好输电线路的防雷设计工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。
在确定输电线路的防雷方式时，应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特征、土壤电阻率的高低等条件，并结合当地有线路的运行经验，进行全面的技术经济比较，从而确定出合理的保护措施。
2 输电线路防雷保护措施
2.1 合理选择输电线路路径
大量运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段，我们称之为选择性雷击区，或称为易击区。线路若能避开易击区，或对易击区线段加强保护，则是防止雷害的根本措施。
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实践表明，下列地段易遭受雷击：①雷暴走廊，如山区风口以及顺风的河谷和峡谷等处；②四周是山丘的潮湿盆地，如杆塔周围有鱼塘、水库、湖泊、沼泽地、森③土壤电阻率有突变的地带，如地质断层地带，岩石与土壤、山坡与稻田的交界区，岩石山脚下有小河的山谷等地，雷易击于低土壤电阻率处；④地下有导电性矿的地面和地下水位较高处⑤当土壤电阻率差别不大时，例如有良好的土层和植被的山丘，雷易击于突出的山顶、山的向阳坡等。
2.2 架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：一、分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；二、通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；三、对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低（一般不超过线路的总造价的10%）。
规程规定，220kV 及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线，110kV 线路一般也应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，保证雷电不致绕过避雷线而直接命中导线，应当减小绕击率。（对于单回路，330kV及以下线路的保护角不宜大于15°，500～750kV线路的保护角不宜大于10°；对于同塔双回或多回路，110kV线路的保护角不宜大于10°，220kV及以上线路的保护角均不宜大于0°）为了起到保护作用，避雷线应在每基杆塔处接地。在双避雷线的超高压输电线路上，正常的工作电流将在每个档距中两根避雷线所组成的闭合回路里感应出电流并引起功率损耗。为了减小这一损耗，同时为了把避雷线兼作通讯及继电保护的通道，可将避雷线经过一个小间隙对地（杆塔）绝缘起来。雷击时，间隙被击穿，使避雷线接地。随着线路电压等级的下降，线路的绝缘水平也随之逐级下降，避雷线的防护效果也就逐步降低，以致在很低电压（例如20kV以下）时失去实用意义。因此，避雷线一般只用于输电线路中。
2.3 采用绝缘避雷线防雷
送电线路的避雷线除用作防雷外，还有多方面的综合作用，如实现载波通信；降低不对称短路时的工频过电压、减小潜供电流；作为屏蔽线以降低电力线对通信线的干扰等。按照用途之不同，避雷线悬挂方式有两种，一种是直接悬挂于杆塔上，另一种是经过绝缘子与杆塔相连，即使避雷线对地绝缘。由于避雷线至各相导线的距离一般是不相等的，它们之间的互感就有些差别，因此，尽管在正常情况下三相导线上的负荷电流是平衡的，但在避雷线上仍然要感应出一个纵电动势。如果避雷线逐杆接地，这个电动势就要产生电流，其结果就增加了线路的电能损失。这个附加的电能损失是同负荷电流的平方和线路长度成比例。
对于 220kV 长 200～300km 的送电线路，这个附加电能损失每年约可达几十万度，而对于500kV长300～400km的线路，每年可损失数百万度。因此，目前我国新设计的超高压线路，一般采用绝缘避雷线以减少能耗。避雷线虽然绝缘，但在雷击时，避雷线的绝缘在雷电先驱放电阶段即被击穿而使避雷线呈接地状态，因而不会影响其防雷效果。
3 结语
在输电线路防雷设计中，必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效的保护技术措施，以满足不断发展的电网需要。
论文作者:黄亮
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
标签：避雷线论文; 线路论文; 雷电论文; 导线论文; 杆塔论文; 雷害论文; 防雷论文; 《电力设备》2016年第18期论文;