摘要：随着输电线路的逐渐地延长，电压越来越高，架空输电线路以其低成本、检修容易的特点而被广泛使用。但是，在架空输电线路运行的过程中，会受到自然因素、设计因素和施工因素的影响而导致输电线路防雷失效。针对架空输电线路遭到雷击而跳闸的原因进行研究，对架空输电线路的防雷设计和接地设计具有一定的参考意义。
关键词：架空输电线路；防雷；接地技术
一、输电线路雷电产生原因及种类
1.1产生原因
闪电的产生原因是云带电，它是一个大的雷暴电荷云的积累。通常情况下，大气层中湿热气流上升，从而导致稀薄的空气向下冷凝，而上升的湿热气流强烈地穿过云层时会打裂水滴，导致其充电，水磨稍带负电荷。在这种情况下，风向上吹起时，就会产生一些带正电的局部区域。相关数据表明，一般云上部会产生正电荷，下部产生负电荷，而中间则是正电荷和负电荷的混合区。实际上，闪电雷雨云可产生的最大电场强度达到了3.4kV/cm，雷云平均电场强度达到了1.5kV/cm，在放电阶段雷云主要包括主放电和先导放电两个阶段。在雷雨天气，如果未按照要求做好防雷击措施，将会诱发输电线路出现跳闸故障，从而对输电线路的正常运行产生不利影响。
1.2种类
以其过电压原理及形成物理过程为依据，可将雷电分为直击雷、感应雷两种。直击雷和感应雷的性质及来源均不同。其中，直击雷过电压是雷电直接击中线路、杆塔、避雷线这三者造成的过电压；而感应过电压则是雷电击中线路、大地而造成的两者之间相互的电磁感应。
多年的统计结果表明，线路跳闸的主要原因是直击雷过电压。雷电击中杆塔或导线能够产生较高感应过电压，此电压通常高于绝缘子串冲击放电电压，因此会造成线路事故，从而影响正常供电。直击雷还可根据雷击部位分为直击杆塔、直击避雷线、绕击导线三类。杆塔、避雷线都对导线电阻抗有影响，当雷电击中杆塔或避雷线时，雷电击中点与导线会产生较大的压差，此压差高于放电电压绝缘水平，进而导致线路闪络，这一现象被称为反击。雷电直接击中避雷针或周围导线可能会造成线路绕击。
随着雷云逐渐接近线路，线路会受影响感应出与雷云电荷相同的束缚电荷，这些电荷最终会漏入地球。绝缘中性点的线路感应产生的束缚电荷会通过泄露的方式漏入大地。雷云对地放电或雷击杆塔未反击的话，雷云电荷会瞬时放电然后消失，此时线路上感应出的束缚电荷会转变成自由电荷，传播到四周线路，从而形成感应过电压。由于电场变化产生的雷电过电压被称为感应过电压的静电分量；变化很大的雷电流则会产生强大的电磁场，从而使导线感应出很强的过电压，这两者共同组成了感应雷过电压。
二、架空输电线路防雷技术
2.1架设避雷线
架空输电线路的防雷保护措施中，最基本和有效的措施就是架设避雷线。避雷线不仅能起到防止导线被雷电直击的作用，还能起到多方面作用：①起到分流的作用，可以减小雷电流流经杆塔，使塔顶电位降低。②起到减小输电线路绝缘子电压的作用。③还能通过对导线的屏蔽作用使导线受到的感应过电压减小。此外，为了使绕击率减小，提高对导线的屏蔽作用，要尽量减小避雷线对边导线的保护角，110kV线路的保护角不宜大于15°，220kV及以上线路的保护角均不宜大于0°。
2.2合理选择路径
架空输电线路的设计也是特别重要的，优秀的电路设计可以避免很多情况发生，从而减少很多问题的存在，减少损失。所以，需要对架空输电线路选择一个合理的架设路径，需要对输电线路的现场情况有足够地了解，包括地理情况、气候情况以及其他自然条件等。要尽量远离环境恶劣的路径去架设输电线路，减少架空输电线路在运行过程中安全隐患问题，使得其避免发生雷击和跳闸的现象。
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2.3安装线路自动重合闸装置
在架空输电线路对雷击和跳闸的防范措施中，安装输电线路自动重合闸装置也是很重要的一点。自动重合闸的作用原理是，在它安装之后，一旦架空输电线路受到雷电的袭击，不管是直接击中还是击在附近发生跳闸现象，自动重合闸都会自动重合，防止雷电的闪络，而且恢复了输电线路的绝缘性能。所以，在输电线路中安装自动重合闸装置能够起到消除雷击和跳闸现象的作用，增强输电线路的安全性，使得其能够避免雷击和跳闸的现象，从而稳定安全地运行。
三、架空输电线路接地技术
接地技术主要是通过控制接地电阻的方式来提升线路的综合防雷性能，其能够比较准确的反应金属接地电阻和散流电阻，前者是架空线路中电压与冲击电流共同作用的结果，后者则是雷电波形与幅值变动所形成的，通过对金属接地电阻和散流电阻的测量，能够得到架空输电线路的接地电阻，从而实现对架空输电线路的优化设计。
3.1做好杆塔接地
在架空输电线路中，杆塔自身的接地情况直接影响着线路整体的防雷性能，需要得到足够的重视。为了尽可能减少线路遭受雷击的概率，在对线路杆塔进行接地设计时，技术人员应该做好沿线环境以及气候条件的调查工作，分析雷电活动分布的区域以及雷击发生的频率，对输电线路杆塔进行合理布局和设置。不仅如此，还应该对杆塔所处区域的土壤电阻率进行测量分析，得到准确的数值，为杆塔的接地设计提供可靠的参考依据。
3.2降低接地电阻
如果缺乏对线路接地电阻的有效控制，则不仅会影响线路的防雷水平，同时也会影响线路的正常运行。对于技术人员而言，在对架空输电线路进行防雷接地设计时，应该重视接地电阻的控制。在实际施工中，主要是根据架空输电线路所处区域的土壤电阻率，对接地方式进行选择，并以此为基础，做好输电线路的接地设计，进一步提升线路的稳定性和安全性。例如，在土壤电阻率较高的地区，可以设置垂直接地极，对干燥土壤环境下杆塔的接地不良问题进行改善。如果是水泥杆塔，垂直接地极与杆塔的距离为3m～5m，而如果是铁塔，则应该将距离延伸为5m～8m。
3.3使用降阻剂
在对架空输电线路进行接地设计时，还应该正确使用降阻剂。降阻剂是一种包含了多种成分的导电体，将其设置在接地体与土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密连接在一起，提供足够大的电流流通面，另一方面可以向周围土壤渗透，降低土壤电阻率，进而在接地体周围形成一个变化相对平缓的低电阻区域。降阻剂的使用，不仅能够提高架空输电线路的防雷水平，还可以减少接地体的施工量，节约金属材料，具有长效性和稳定性的特点。而在对降阻剂进行使用的过程中，设计人员必须了解架空输电线路的接地情况，同时明确线路接地所要达到的目的，以确保降阻剂功能的充分发挥。
结语
在长距离电力传输中，架空线路是最为常用的线路架设方式，在电力系统中发挥着不容忽视的作用。不过，架空输电线路由于跨越距离长，运行环境相对复杂，加上露天架设的形式，很容易受到雷击的影响，引发设备损坏或者雷击跳闸等事故，影响线路的正常运行。基于此，本文结合雷击对于架空输电线路的危害，分析了相应的防雷和接地技术，希望能够为架空输电线路的运行安全提供一些参考。
参考文献：
[1]何斌.提高架空输电线路防雷水平措施探讨[J].民营科技，2012.
[2]李永红，魏周旭，董晨亮，等.浅析架空输电线路防雷方法[J].发展，2012.
[3]宋志锋，王学峰.架空输电线路防雷技术研究[J].机电信息，2013.
作者简介：
姓名：杨柳（19940816），性别男籍贯辽宁省。民族 满。学历大学本科。职称：职务：研究方向 输电线路 单位 辽宁省送变电工程有限公司。
论文作者:1杨柳,2张译文,3肇姝越,4徐冰,5夏莉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/6
标签：线路论文; 过电压论文; 杆塔论文; 雷电论文; 防雷论文; 避雷线论文; 导线论文; 《电力设备》2018年第36期论文;