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摘要：山区架空线路多是处在宽旷环境之下，周围缺少树木以及建筑物，在夏秋雷电较多的情况下，极易受到雷击。再加上长时间的电力运载，加快了配电线路的绝缘老化程度，绝缘体的脱落使配电的可靠性大打折扣。因此，加快架空配电线路的防雷研究，对减少电力企业的经济损失至关重要。所以，本文对山区配电架空线路的防雷害分析与减灾对策进行分析。
一、雷电对配电网的危害
雷电放电起源于雷云的形成（云的起电），是携带负电荷的雷云下部与携带正电荷的地面间发生电子崩和电晕场强时引发的放电现象。雷电的危害主要由雷电过电压造成，由雷电直接击中导线或设备而产生的过电压称为直击雷过电压。当雷电直击导线时由估算公式可知在雷击点的电压幅值U100雷电流幅值，若击中线路的雷电流幅值为20kA，则在雷击点产生直击雷过电压幅值则为2000kV，这大大超过配电线路的绝缘水平（约为100kV左右），将会对线路和设备造成破坏。由于雷电击中导线附近而在导线上感应产生的过电压称为感应雷击过电压，当雷击杆顶或导线附近时产生的感应雷电波幅值U雷电流幅值2.6导线平均对地高度，若雷电流幅值为20kA的雷电击中15m电杆上的导线则雷电波的幅值为115kV，这也超过了线路的绝缘水平，若无防雷措施保护则会对线路和设备造成损坏，特别是绝缘导线则有可能造成断线的风险。
二、山区配电线路在防雷设计上存在的问题
1、同塔双回或者多回设计不合理
同塔双回或者多回技术上的应用，主要是针对电力企业资金紧张和线路通道受限的问题，多条线路在同一架线塔上得以重复使用，就能够有效的减少资金投入和通道占用。但是，伴随着线路的迂回数过多，有些线路上甚至能够达到4到6回，这就导致线路与线路之间难以保持足够的电气距离，一旦某一条回路遭受到雷击之后，绝缘子对地击穿使得空气中发生空气中的热和光的游离，进而引发大范围内线路的接地事故，使配电的可靠性大打折扣。
2、线路与设备的绝缘配合不合理
据不完全统计，雷击灾害造成的配电线路故障大多是由于雷电的侵入波造成的，雷电侵入波经常会使承载线路运行的变压器、开关以及导线发生故障，特别是在一些边远的山区，线路的雷击频率非常之高，做好边远山区配电线路的防雷工作对防止雷击非常关键。由于边远山区在很大程度上会受到配电环境的影响，防雷工作难以有效的开展，只能通过提升配电线路的绝缘水平以达到线路的防雷。但是，线路的绝缘水平提升之后，雷电侵入波就难以得到有效的释放，雷电顺着线路能够直接达到线路输送的终点站，从而造成发电厂、变电站的电力事故。根据科学研究，当电压的等级在10kV上下，设备所能承受的电压有效值就会达到11.5kV，受雷击时变压器所承受的电压全波会达到75kV，截波会在85kV左右。当电压等级为35kV，设备所能承受的电压有效值会达到40.5kV，受雷击时所能承受的电压全波在200kV以下，截波为200kV左右。
3、防雷措施不当
避雷针的使用是配电线路防雷的常见措施，但是避雷针并不是万能的，不可能应对做到所有环境下的防雷工作，特别是35kV配电线路，无论是电压等级的大小还是线路的绝缘能力都相对比较低，当使用避雷针时不仅难以做到防雷工作，而且架设之后可能会引起反面的效果，为线路的正常运行埋下严重的安全隐患。当然，可以通过架设避雷线的方式来做到低电压线路的防雷工作，不过全面的应用避雷线，无疑会增加配电线路的运行成本，新型的防雷设备亟待被研发。
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三、山区架空配电线路的防雷减灾对策
1、提高绝缘水平
提高架空配电线路的绝缘水平，是保证架空配电线路防雷工作的重要保证。由于架空配电线路的改造工作涉及的范围非常广，因此电力改造工作必须要切合实际，综合电力技术、电力成本等多方面的因素，选择一项切实可行的技术进行建构。目前，配电线路的绝缘主要是通过配电线路的局部改造实现的，尽量在导线的固定处进行绝缘处理，这样可以防止雷电对线路的中心进行击穿。局部绝缘改造的方式，不仅提升了对雷电的防护，而且也节约了造价。
对线路中的绝缘子状态进行检查，找出老化情况较为严重的绝缘子，并对其进行更换，采用电压值较高的绝缘子，在很大程度上可以提升线路的防雷水平。近年来，合成绝缘子在线路运行中的应用越来越广泛，通过对伞群进行贴膜，从而改变了电位的分布状况。据数据分析，这种绝缘子的耐雷能力较之于以前的绝缘子而言，绝缘能力提升了五分之一左右，再加上合成类绝缘子有着不错的适应能力，为未来的进一步完善提供了广阔的空间。
2、过电压保护间隙
为了进一步提升绝缘子的防雷能力，可以在绝缘子之间安装保护间隙，当配电线路遭受雷击时，保护间隙的就可以提前进行电力的释放，极大程度上的降低了绝缘子灼烧的几率，并且保护间隙安装之后还能够防止导线击穿的发生，特别是雷击断线状况能够得到不错的抑制。除此之外，如果在配电线路进入变电站之前对杆塔进行改造，可以缓解配电线路与配电设备配合不当的问题，在进入到电力系统终端之前的6至10级左右的杆塔，需要保证间隙的冲击动作值要低于绝缘子的百分之五，目的是为了保证两者之间的配合度，如果杆塔到了5级以内就应该逐步的降低冲击值，冲击值的大小不再与绝缘子的冲击值进行比对，而是要与终端的冲击值保持一致。
3、中线点接地的优化
架空配电线路的中线点接地方式要综合考虑多方面的因素，目前，应用最多的依旧是经消弧圈的接地方式，通过电流的自动补偿，使雷击形成的电弧得到熄灭，再加上可以降低因谐振引起的线路电压过载的情况，防雷的作用将更加明显。最后，电力企业需要完善自身的运转机制，加强对线路的监控与维护，尤其是避雷器的改造与更新工作需要跟上电力系统的运行要求。
4、避雷器安装的特定地点
对线路遭受雷害的记录进行分析，找到配电线路中雷击频率较为严重的地段，通过调整线路运行的网状结构，将灾害多发的杆塔、电缆转移到其他地方，是缓解雷击灾害多发的有效措施。但是考虑到线路网状结构的调整往往会涉及到较大的经济投入，这就为资金紧缺的电力企业带来了较大的困难。为此，在雷击灾害较为严重的配电线路上安装避雷器，并且对避雷器的安装地点进行优化，是一种较为经济的变动措施。在配电线路的T节点以及线路的分支处安装避雷器，可以有效的降低雷击灾害的发生频率。
5、线路架构的设计
在进行线路的架构时，要综合考虑线路路经的地区，查看该地区的地形特点、山区中的雷击情况，根据当地的情况选择合理的架设结构，必要时可以采取绕行的方式，避开雷击较为严重的地区。杆塔也有多方面的选择，不要仅仅局限在传统的设计之中，做好对保护塔的屏蔽工作，如果电力系统采用了屏蔽型的杆塔时，就应该考虑到杆塔应用时接地电阻的问题，例如10kV架空配电线路的接地电阻就要保证在10欧姆以下，当然，这只是针对一般条件而言的，当配电设备容量较大时，电阻的要求也要有相应的变动。当杆塔安装的地形，存在着较高的电阻率时，就需要适当的应用一些降阻剂或者是在接地时尽量的延伸一定的距离。
结束语
架空配电线路在我国的电力输送中有着非常广泛的应用，做好线路的防雷工作能够有效的将经济损失降低到最小限度。因此，加快防雷技术与设备的研究，对电力企业防雷工作的开展具有重要的意义。
参考文献
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[2]邓杰文.架空配电线路雷击分析与防治措施[J].广东电力，2012（14）.
[3]胡可兰.不同地形环境下配电线路的防雷分析[J].轻工科技，2013（04）.
论文作者:王顺,付利明
论文发表刊物:《电力技术》2016年第10期
论文发表时间:2017/1/6
标签：线路论文; 防雷论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 过电压论文; 导线论文; 杆塔论文; 《电力技术》2016年第10期论文;