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摘要：架空输电线路通常选择架设在空间辽阔的地方，为祖国各地进行通电，所以线路较长，往往容易出现错综复杂的状况。比如线路极容易出现雷击事故，使部分设备受到伤害。基于此，本文笔者根据多年工作经验对目前国内架空输电线路雷击的种类进行了分析，并提出了架空输电线路防雷与接地的技术措施，为相关设计、研究工作提供参考。
关键词：输电线路；防雷；接地技术
当前，国内市场经济快速发展带动了人们生活水平的提高，人们在日常工作和生活中对电力系统都有了更高的要求，因此电网规模也在迅速扩充，相关运行设备以及输电线路架设数量也在快速的增加。因此，提升架空输电线路的相关安全性也是电力企业需要面对的重要问题。
一、架空输电线路雷击的种类
以雷电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。根据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【1】。
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【2】。
二、架空输电线路防雷技术分析
1.选择正确的线路走向
雷电天气往往没有规律可循，但是根据工作经验，也能够总结出哪些地势更容易遭受雷击，这样的地区被称为“易击区”，如：山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区等；同时，部分地区土壤中电阻率极易产生突变，引发雷电攻击。因此，架空输电线路选择架设方向时，应该尽量避开以上地区，并加强防雷保护措施，以此来减少高压输电线路遭受雷击事故的发生。
2.安装避雷线和避雷器
架设输电线路过程中选择安装避雷线和避雷器后，如发生雷击现象，避雷线能够将雷击产生的部分电流传送到临近的杆塔当中，少数没有被转移的电流也能够通过杆塔流入到地下。当雷电流超过一定值时，雷电流可以通过避雷器进行分流，将雷电流分流电传送到临近的杆塔之中。通过实际情况来看，避雷器分流能力明显强于避雷线。因为分流的耦合作用可以提高导线电位，保证了绝缘子不会发生闪络效应，同时避雷器也具有控制电位的作用。架设高压输电线过程中会选择在容易受到雷击地区安装避雷器，但是应考虑实际地形以及相关经验进行合理使用。
3.安装避雷针
避雷器大致上可以分为保护间隙、排气式避雷器、阀式避雷器和金属氧化物避雷器这4种。线路避雷器能够减轻瞬态雷电冲击时绝缘子发生闪络的危险，是电力系统最为常用的过电压防护装置。运行时，将线路避雷器与线路绝缘子串并联，防止直击雷或绕击雷造成的雷害故障。配网避雷器除了能用于保护配电线路外，还可以用来保护配电变压器、电力电缆等【3】。国内从1993年开始研制线路避雷器，现6kV到500kV各级输电线路，均有使用线路避雷器进行保护的实例，使用效果良好。但安装避雷器投资成本高，故一般只在雷电活动频繁、重要的线段上采用。
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4.降低杆塔接地电阻
首先，设计时接闪的避雷线应尽量考虑采用小角度或负角保护，以减少雷电对设备的绕击，其次是保证外接引流线、接地体有足够的泄流截面，第三是尽量选择单极深埋垂直接地，以增加泄流容积，同时尽量避免使用水平加多根短桩式复合接地网；最后，对一些土壤电阻比较大的地区，可以适当的使用一些物理降阻剂，以增加接地体面积和改善周边土壤电阻率，这样有利于迅速降低设备外过电压和快速的将雷电流传至大地。
5.加强线路的绝缘
采用增加绝缘子串片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等措施，也能提高线路耐雷水平、降低建弧率。目前有研究发现大部分10kV导线上安装的P-15型号的针式绝缘子建弧率很高，易造成雷击引起的工频电弧烧伤和雷击断线；也有研究表明将线路上型号为P-10的针式绝缘子更换为型号为X-45的悬式绝缘子，线路的耐雷水平可以提高64.2%；对于线路上型号为X-70的绝缘子，它的片数每增加1片，冲击闪络电压能够提高将近1倍【4】。由于杆塔结构尺寸等因素，会有相当大的局限性，实施前应依据线路实际杆塔结构，分析这一措施的可行性。
三、架空输电线路杆塔接地装置存在的问题的原因
1.自然原因
架空输电线路所处地区的地理条件对其接地电阻具有很大的影响力，为此，不同环境下线路的接地电阻往往存在很大的差别。如果线路所处的环境存在较多岩石，则土壤的电阻率会超过1000Ω?m，即接地电阻很大，而极大的接地电阻会直接大幅度增加线路防雷难度【5】。
2.架空输电线路设计原因
除自然原因外，架空输电线路设计也会影响接地装置的防雷，设计偏差会增加接地装置的防雷难度。现阶段，用电量的快速增长促使电力建设快速发展，但这一过程中存在许多矛盾，如电力建设的技术人员在工作过程中仅凭积累的经验进行判断，没有进行实际验证，导致设计存在偏差，结果与实际不符【6】。
四、架空输电线路接地要点
架空输电线路接地设计对其防雷具有非常关键的影响作用，其中比较重要的就是杆塔接地设计。通过优化杆塔接地设计，降低杆塔接地电阻，采用降阻剂的方式可以有效提高线路的耐雷水平。在进行杆塔接地设计的初级阶段，技术人员应对线路所处地区进行实地考察，使线路尽可能地不经过雷击多的地区。确定线路布设方案后，技术应测量线路经过地区的土壤电阻率，为接地装置的参数设置提供依据【7】。为了降低杆塔电阻，当线路所处环境不同时应采用不同接地方式。若线路所处地区土壤电阻率较低，则可采用自然接地方式，从而降低接地电阻；若线路所处地区接地电阻较大，则可采取放射性接地等方式实现接地电阻的降低。在进行日常管理与维护工作的同时，工作人员还要明确认识到新时代发展背景下现代化防雷管理理念的重要性，并注重在实践工作中深层探索，合理引用的防雷接地设备，以此优化防雷水平。以拉线分流为例，工作人员可以用它减少接地线的压力，优化雷电泄地速率。对高塔或水泥电杆而言，工作人员可以依据减少塔身的电感，来控制雷击。实践操作是通过引用现有杆塔拉线，让杆塔拉线和接地设施并联到一起，以此可以拓展接地面积，加大雷电分流。
参考文献：
[1]张志劲.蒋兴良.特高压输电线路雷电绕击防护性能研究[J].中国电机工程学报，2015，25（10）.
[2]陈家宏，童雪芳，谷山强，等.雷电定位系统测量的雷电流幅值分布特征[J].高电压技术，2018，02（9）.
[3]陈家宏，冯万兴，王海涛，等.雷电参数统计方法[J].高电压技术，2017，33（10）.
[4]林立峰.输电线路防雷接地技术探讨[J].电子世界，2017（21）：145+148.
[5]陈志东.10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施仿真研究[J].科技与企业，2016（21）：93.
[6]曲静.高压输电线路单端故障测距的方法研究[D].重庆大学，2015.
[7]李卫国.输电线路防雷接地技术分析[J].高电压技术，2017（3）.
论文作者:王涛1,时祥2
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/29
标签：线路论文; 杆塔论文; 雷电论文; 避雷器论文; 防雷论文; 避雷线论文; 过电压论文; 《河南电力》2018年11期论文;