摘要：近几年，电网因雷电作用影响而产生的故障依然占很大比重，由于雷击闪络以后会产生工频续流，所以绝缘子会遭到严重损坏，危及线路安全，随时有可能发生事故。由雷击造成的停电是输电线路主要事故类型。在科技发展的带动下，虽然输电线路防雷措施越来越多，但不同措施有不同的适用条件、成本和作用，如何选择正确、合理的防雷措施，是现阶段线路防雷工作重点所在，期间需采用技术经济性评估的方法。
关键词：输电线路；综合防雷；技术
因雷电不受控制,输电线路保护工程较为复杂,且雷击跳闸极易造成线路跳闸,因此做好防雷工作,必须系统各部门协商合作,综合考虑输电线路跳闸的多方因素,采取综合防护措施,在实际运行中采取合理的方式给予保护,及时检测维护线路设备,降低输电线路雷击跳闸率,提高线路安全水平,为人民生产生活正常运行提供保障。
一、输电线路防雷的意义
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当中,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,提升高压输电线路的相关安全性也是电力企业首要面对的问题。架空高压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,往往出现错综复杂的状况。极容易出现雷击事故,或者高压输电线路遭受雷击,导致线路自动跳闸,此时电力系统将无法正常使用,同时还要耗费较多人力和财力沿线进行检查维修;此外,雷电会随着线路侵袭电力设备,使部分设备受到伤害。正常情况下,输电线路的绝缘性是所有设备中最强的,其次是变电所,而发电机的绝缘性比较差,所以当受到雷击后,供电企业就会受到严重的损害,因此提高输电线路防雷技术水平不仅是为了保护线路安全,同时也是为了保护电力企业经济不受损害,从根本上保护线路、用户以及相关设备的使用安全。
二、输电线路引发雷电的原因
（一）线路杆塔的高度
输电线路尤其是高压输电, 杆塔往往都设置在宽阔地区, 而且具有很高的高度, 周围没有高层建筑, 因此在出现雷雨天气时, 杆塔就很容易受到天气影响从而出现雷击现象。而且随着电力事业的进一步发展, 输电线路应用范围更广, 需求量巨大, 杆塔的设置数量也在不断增加, 很多地区的杆塔高度也在提高, 因此更容易受到雷电影响。
（二）自然环境的影响
为了保证电力供应,输电线路会经过很多山区,而且山区地带往往降水丰富,雷雨天气较多,输电线路受到雷电影响的几率也就随之增加。目前输电线路在山区发生雷击的现象比较频繁,所以再设计中一定要重视自然环境对于输电线路的影响,尤其是山区雷雨天气较多的地区。
（三）土壤电阻率的原因
通常情况下,杆塔和接地电阻之间有着直接关系,对于高山以及岩石等地形结构相对较为复杂的地区,其土壤的电阻率对雷击现象的影响较为明显。此外,若是出现雷击塔顶的现象,由于土壤的电阻率很小,非常有可能造成反射的现象。因此,山区线路则更容易遭受雷击,而平原线路则可以通过降低接地电阻来降低遭受雷击的可能性。
三、输电线路设计中防雷技术的应用
（一）架空绝缘避雷线
作为对110k V输电线路采取的防雷措施中最常见的一种, 架空绝缘避电线在我国绝大多数架设的110k V输电线路上均被采用。其具有两方面的优势特点。一方面, 由于其能够直接架设在输电线路上, 避雷线在出现雷击风险时能够实现有效对雷击进行拦截, 防止其对正常的输电线路造成不利影响。另一方面, 避雷线引导雷电流向大地, 有效避免输电线路因受到雷击而出现的输电中断的现象。我国的架空绝缘避雷线技术主要通过降低接地网的电阻、采用双型避雷线保护角两种措施实现最佳的防雷效果。采取复合型接地的物理方法以及对土壤导电率控制的化学方法, 可以有效减少接地网的电阻, 实现较好的引导及释放雷击效果。另外, 相较于传统的单型避雷线, 双型避雷线具有更好的避雷效果, 保护角的应用也能加强其避雷效果。我国电力主管部门规定偏远地区的输电线路需采用这种双型避雷线的设计, 以减轻在恶劣雷暴天气下输电线路的受到的损害。
（二）架设旁路屏蔽线
从图1可以看到, 分别以导线C和地线S为圆心, 以rc为半径和rs为击距的弧线交会于点B, 再以点B为圆心, 以rc为半径进行画弧, 那么弧段CDE则为旁路地线位置。根据部分国内学者开展的山坡地段架设旁路屏蔽地线的模拟试验研究结果可以看到, 在山坡外侧导线雷电绕击概率降低方面, 旁路地线能够发挥很大的作用。
大地、杆塔、避雷线作为特高压输电线路的传统屏蔽系统, 一旦其引雷能力不足, 那么就很有可到导致线路因受雷电绕击而发生跳闸事故。那么就需要通过对某一屏蔽体的引雷能力的增强, 来降低雷电绕击特高压输电线路, 进而避免跳闸事故的发生。而选择将旁路屏蔽地线架设在斜山坡地段, 则正是利用了此原理来使得屏蔽体的引雷能力增加, 进而实现雷电绕击输电线路概率的降低。
图1旁路屏蔽线示意图
（三）安装避雷针
输电线路防雷措施中常被使用的方法就是安装避雷针,避雷针能有效减小线路遭受雷击后受到的损伤。但避雷针在输电线路的防雷中仍有弊端,避雷针本身就是通过引雷再进行消除雷电,这就增加了输电线受雷击可能性;同时避雷针可以保护线路遭受雷击的范围较小,国内外专业人士针对这个问题进行了反复的实验研究,仍无法确认保护范围的有关数值。参考避雷针侧面遭受雷击以及雷电绕击的实际案例分析,也无法计算出避雷针确切保护范围。避雷针本身就有引雷作用,因此增加了雷击次数,避雷针将雷电引过来后将雷电流引入大地,这个过程当中就由导线中运动的电子产生磁场,进而产生过电压,其变化速度随着电流变化速度成正比,而随着雷击距离而成反比。因此避雷针自身的保护装置无法对电磁感应以及电磁干扰起到屏蔽作用,致使部分设备出现各种损坏。
（四）自动重合闸的正确安装
在输电线路尤其是高空输电线路中, 应用自动重合闸对于输电的安全有着重要的作用, 也能够最大程度的降低雷电对于输电线路的危害。目前输电线路中的自动重合闸主要分为四种: (1) 停用装置。 (2) 综合装置。 (3) 三相装置。 (4) 单相装置。当输电线路受到雷击而出现故障时, 自动重合闸的继电保护就会发生作用, 而使断路设备跳闸, 然后立刻连接断电, 使输电线路能够及时的供电, 从而保证电力系统持续运行, 不仅保护了输电线路的安全, 而且也保证了电力系统的正常运行。自动重合闸对于输电线路防雷来说具有明显的优势, 在实际应用中也具有良好的效果, 能够大幅度的减少输电线路由于雷击而出现的断电几率。不过瞬时闭合与瞬时连接之间的时间还是有待提高，需要研究人员不断的对自动重合闸进行研究, 提高技术水平, 不断提高自动重合闸的整体性能, 从而发挥其独有的优势, 使输电线路的安
全得到可靠的保障。
（五）增强线路元件的绝缘强度
通过提高元件的绝缘强度，可以显著改善防雷效果。①要不断提高架空输电线路的绝缘能力。②要着力提高架空输电线路的防雷效果。此外，为保证开关以及熔断器等防雷设施能够有一个良好的相应动作，要对电压电流进行合理的处置。另外，要根据规范要求做好接地导线的保护工作，进而不断提高架空输电线路运行过程中的稳定性。接地装置主要由电缆插槽中的接地和连接伏特、焊接头、压力带和水平接地构成。为了构筑接地和拔出线，使用电镀钢。连接螺丝并购买优质的锌泥，每年检查一次，生锈应该马上换。接地体的连接应焊接，焊接部位具有非常强的强度。有缺陷区域的话，应该涂上防锈的漆。降低了相对湿度，解除了电化学的腐蚀的影响。
四、结论
综上所述，对于架空输电线路来说，其是电网系统中的重要组成部分，但因为外部影响因素使其更易受雷电影响。在线路遭受雷击时，不仅影响电力设备的安全运行，还会导致整个供电系统的不稳定，这可能会给用电居民带来很多不便问题。因此，相关人员必须重视对架空输电线路的防雷研究，积极采用科学的线路保护方法，为电力系统的稳定发展提供保障，维护人们的正常生活。
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论文作者:费彬1,赵彦杰2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：线路论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷线论文; 避雷针论文; 杆塔论文; 旁路论文; 《电力设备》2018年第31期论文;