摘要：为了满足人们生活水平需要提高对电力资源的要求，电力企业在不断的扩大电力电网，使整体规模得到大幅度的提升，但是与之相对的电力技术的滞后性也逐渐暴露，比如输电系统的防御性能出现差异造成大量雷击线路事故的发生，不仅影响电网持续安全的供电，还会带来较大的经济损失，因此，提升输电线路的防御性能迫在眉睫。本文就针对雷电对输电线路破坏的原理进行分析，同时对相应的技术和策略进行探讨。
关键词：输电线路；差异化；防雷；策略
雷电现象可以产生剧烈热电和磁场效应及强大的机械破坏力，而广泛应用于电力调度运行系统中集成度较高的电子设备所在的输电线路被雷击后，电子设备由于反应非常敏锐将生成超负荷的电压磁波，而其以线路网为依托将直接传输至变电站，使其介电强度缩减，感应电子器件被破坏，误使输电设备保护系统强迫输电设备跳闸，已成为导致输电线路故障最主要的自然原因，所以对输电线路采取防雷技术和策略具有重要的现实意义。
1、雷电对输电线路破坏的原理
高压输送电路故障的最大一个自然因素就是雷击,故障一旦发生就会造成整个现代电力资源的浪费。众所周知,雷电活动能够产生剧烈的热电效应和磁场效应,还会产生强大的机械性破坏力造成机械的损失,在裸露旷野的高压输电线路特别容易因为这样的电磁效应造成很大的过电压危害。目前电子设备的集成度非常高,他们被广泛地应用于整个电力调度运行的系统中。而高集成的电子设备对雷电电磁脉冲的反应非常的敏感。当输电线路被雷电击中,会由于高集成电子的敏感性产生超负荷的过电压磁波,电压礠波会沿着线路网传入变电站,使变电运行设备的介电强度下降,导致敏感设备中的感应电子器件遭到损坏;供电保护装置和监控系统会产生误动作,造成输电设备的跳闸断电．极大的破坏现代的电力变电输送网。输电线路遭到雷击也称为大气过电压,分为直击雷过电压和感应雷过电压两种类型,其原因是雷云在放电时其过电压通过线路杆作为放电载体,导致线路的绝缘被击穿。雷击要通过建立一个放电泄流通道通过,使大地感应电荷和雷云中的异种电荷互通,所以是否遭到雷击和接地装置是否完好有着直接的关系。当感应雷过输电线路时的电压可达400KV左右,这样的电压值岁35KV及以下线路绝缘造成很大的威胁,感应雷对于110KV及以上线路的绝缘不具太大的威胁。
2、雷电危害的主要原因
雷电为一种自然现象，因雷击事件造成的财产损失和经济损失现象称之为雷电危害。雷电属于自然界的一种放电现象，雷电具有雷电流其中最大幅值可达数十千安和数百千安，雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高等特点。还因为雷电具有电性质、热性质、机械性等多类型的破坏作用，因而一旦发生雷击事件都会造成较为严重的后果。其中引起雷电危害主要的原因为：输电线路架设位置属于雷电高发区、输电线路之间的配置存在问题。
2.1输电线路架设位置属于雷电高发区
雷电危害除自身的不可预估性外，还存在一些现实情况的影响。受用电单位地理环境的影响，输电线路在架设的过程中地理环境海拔较高，属于雷电高发区。因此在雷电高发期受到雷电危害的几率较大，为了避免此类地区较高的雷电危害事件发生，针对此类地区的防雷措施的设立也尤为重要。
2.2输电线路之间的配置问题
因电流原因整体的输电线路都带有一定的磁场，雷电也具有一定的磁场。磁场与磁场之间存在相互吸引和相互排斥的现象，整体的输电线路受地理环境和气候的影响，所带磁场会根据环境变化而变化。其中输电线路之间的配置问题，使得磁场现象发生更多的变化，例如密集度较大的输电线路，其所带磁场更大，引发雷击事件的几率也更高。因此为了有效的避免整体的雷电危害，输电线路之间的配置和分布也要严格控制。
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3、输电线路防雷工作中存在的问题
3.1没有选择和使用合理的防雷技术
目前，我国大部分的电力企业，都没有对防雷措施进行深入的研究，在开展防雷工作的时候，通常只是选择以往的防雷对策，不但没有对线路落雷的特点进行充分的调查研究，也没有对输电线路所在地区的差异性进行充分的分析，从而只是对防雷措施进行盲目的实施。
3.2过于激进的使用新防雷装备
近几年，在我国广西地带，针对新的防雷设备应用比较广泛，例如：头部分裂均压式避雷针、可控放电避雷针以及防绕击预放电避雷针等，但是这些新的防雷装备，从原理方面来看，存在着许多争议，并且这些装备的性能在运行经验方面，也并没有得到充分的证实。
3.3防雷整体工程缺乏经济技术考量
第一，防雷工作存在滞后性，由于目前的防雷工作只是通过每年的雷击数据统计进行研究和分析，从而形成了防雷工作的滞后性。第二，防雷工作具有长期性，由于每年都需要对防雷改造工作进行数据的分析和统计，导致输电线路的防雷工作需要较长的时间来操作，从而具有长期性。第三，防雷设备的维护，在防雷工作中，针对防雷设备的维护具有重要作用，由于防雷设备的运行环境较差，所以导致一些防雷设备损坏，从而出现数据的丢失或不完整，给防雷工作带来了巨大的影响。
4、差异化防雷技术的对策
4.1根据线路电压等级架设地线
实施差异化防雷技术，是在保证输电线路正常运行的同时，降低电力企业建设的资金消耗量。想要科学、合理的落实防雷措施，应从输电线路建设地的地理情况、天气情况入手，分析该地区的地形特征、土壤电阻率大小、雷电活动强弱，结合输电线路的电压等级、线路负荷性质、系统运行方式、经济技术等，合理选择架设地线的方式。例如，针对220kV及以上输电线路一般应全线架设双地线；110kV线路应全线架设单地线，地处山区的宜架设双地线。对于重要线路，即使是110kV线路也应全线架设双地线。对于绕击雷害风险处于IV级区域的线路，双地线间距不应超过导地线间垂直距离的5倍，如超过5倍，可在两地线间架设第3根地线。
4.2按照线路的重要程度、沿线雷区分布，进行地线保护角差异化设计
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因，而绕击约占雷击跳闸率的八成甚至更高。加装耦合地线和减小边导线保护角（地线保护角）是降低绕击率行之有效的根本措施。对运行线路来说一般不进行地线保护角的改造，因为改造起来工作量大，同时增加了安全风险，投入成本过高。在电力建设施工前的设计阶段就应因地制宜地开展防雷差异化设计。例如：110~220kV重要线路的单回路铁塔，其地线保护角取值均不大于10°，而一般线路取值均不大于15°；110~220kV重要线路的同塔双（多）回铁塔均不大于0°，而110kV一般线路取值均不大于10°；钢管杆110kV线路地线保护角不大于20°，220kV线路地线保护角不大于15°。根据杆塔的不同，重要程度不同，电压等级的不同，地线保护角进行不同的取值。
4.3降低杆塔接地电阻及增强输电线路绝缘性
在开展输电线路防雷工作的时候，减小杆塔的接地电阻，在一定程度上不仅能够减少雷击杆塔点位升高的程度，还能起到较好的防雷效果。如果在实施的过程中出现接地网电阻值过大的情况，就需要采取有效的措施进行改进，例如：使用降阻剂改善土壤电阻率、增加地网辐射线或者是扩大接地体的等效直径等。为提升输电线路的防雷线路，需要增强输电线路的绝缘性能，针对雷电活动强烈地区，增强绝缘子片的数量，能够增加导线与避雷线之间的距离。
5、结论
输电线路在运行的过程中，引起雷电危害的主要原因为：输电线路的配置问题，以及地理环境问题。针对此类现状经过长期的技术研究发展，当前我国输电线路差异化防雷技术的整体发展也获得了较大的成功。其中主要涉及的差异化防雷技术与策略为：降低杆塔接地电阻、全线架设避雷设备、采用新型防雷技术、根据输电线路沿线地理环境进行防范、针对雷电危害区间进行防范。实施此类防雷技术，以此促进整体输电线路的安全运行，加强供电系统的安全稳定。
参考文献
[1]崔征．北京地区输电线路差异化防雷技术应用研究[D]．北京：华北电力大学，2013．
[2]江全才，魏飞翔，马骁旭，王国胜．三峡近区500kV输电线路差异化防雷技术研究[J]．电瓷避雷器，2014，01：61~67+74．
论文作者:贾星,安红伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：线路论文; 防雷论文; 雷电论文; 地线论文; 过电压论文; 磁场论文; 差异化论文; 《电力设备》2017年第36期论文;