摘要：近几年，我国电力事业发展迅速，无论是电网规模还是电网运行性能，均得到了长足的发展和提高，带动我国高压输电线路进一步建设发展的同时，提高了对于高压输电线路运行安全的标准要求。我国地域广袤，地势地貌较为复杂，同时出于多方面因素考虑，高压输电线路多架设在野外空旷区域，且线路长度较长，容易受到自然雷击的影响，导致线路故障、局域电网瘫痪等问题，破坏电网系统运营正常的安全和稳定。笔者从雷击对高压输电线路的破坏机理入手，就线路防雷技术，发表几点看法，以供相关单位参考。
关键词：高压输电线路；防雷技术；破坏机制
在电力系统中高压输电线路占据重要地位，其承载着电力能源输送、连接发电厂和电力用户的重要职能。近几年，我国电力事业发展迅速，无论是电力系统规模，还是电力系统运行性能，均得到了长足的发展和提高，不仅带动了高压输电线路进一步地建设发展，并且提高了对于高压输电线路运行安全的标准要求。受多方面因素影响，高压输电线路的运行环境较为复杂，易受到自然雷电的干扰和影响，导致线路故障、局域电网瘫痪等问题的发生。因此，从自然雷电对高压输电线路的破坏机理入手，探讨相应的高压输电线路防雷技术措施，具有重要的重要现实意义。
一、自然雷电损害输电线路的基本机理分析
我国地域广袤、地势地貌较为复杂，并且受高压输电线路布设普遍性和广泛性影响，其工作环境普遍具有多变性和复杂性特点，在系统运行过程中，较容易受到自然雷电的干扰和破坏。目前，自然雷电对于输电线路造破坏作用，主要分为以下几种：
（一）高压输电线路遭自然雷电直接击中导致过高电压损坏线路
如高压架空线路遭到雷电直击，则雷击点产生的最大过点电压，可通过如下公式计算确定：
Umax=100I
上述公式中，Umax表示雷击点最大过电压（单位：kV）；I表示雷电电流幅值（单位：kA）
通常情况下，自然雷电直击产生的过电压可达几千kV甚至超过1万kV，在这样的环境背景下，线路极易发生闪络问题，破坏线路原有的稳定运行状态，降低线路运行性能。另外，自然雷电直击高压输电线路还会产生大量的热能，此时雷放电温度可达6000.0~10000.0℃，并伴有雷电冲击波作用，可导致输电线路断裂损伤，进而引发输电系统停电故障。
（二）高压输电线路附近区域被自然雷电击中产生雷电感应过电压损坏线路
如雷云在高压输电线路周边区域对地放电，就会在雷电静电感应作用下产生感应过电压，既使此时雷电没有直接击中输电线路，但输电线路上仍会有相应的感应过电压产生。在感应过电压的干扰和影响下，线路正常运行状态被破坏，线路运行性能下降，进而导致故障的发生。输电线路中的最大感应过电压，可通过如下公式计算确定：
Ui=Kp×hI/d
上述公式中，Ui表示雷电对地放电过程中的最大感应过电压（单位：kV）；I表示雷电电流幅值（单位：kA）；h表示高压输电线路与地面间的平均高度（单位：m）；d表示雷击点与输电线路间的实际距离（单位：m）；Kp为系数，如d大于65.0m，则Kp取25进行计算。
联系高压输电线路运行实际可得出，自然雷电导致的最大雷电感应过电压约在300.0~400.0kV之间，如这一感应过电压产生于35kV及以下的高压输电线路中，就容易对线路和线路绝缘造成损坏，进而导致线路输电故障、跳闸停电等问题的发生。如输电线路的电压等级高于35kV，就会对感应过电压有较高的抵抗力，不容易受其影响而导致各类运营故障的发生。
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（三）高压输电线路相关避雷装置受到自然雷电直击产生雷电反击过电压
如自然雷电击中架空输电线路杆塔或避雷针装置，可产生暂态高电压反击输电线路，从而导致线路跳闸、停电等故障的发生。这一反击过电压的实际大小，由雷电电流参数、避雷线到线路的距离、杆塔形式以及接地电阻等因素共同影响决定，
二、基于雷电破坏机制分析的高压输电线路防雷技术措施
（一）雷电直击过电压防护技术措施分析
针对雷电直击输电线路造成的线路运行故障，相关单位可通过建设避雷线等方式，降低自然雷电直接击中输电线路的概率，进而实现对高压输电线路的保护。我国电力行业相关标准规定中，对于高压输电线路避雷线的布设有着较为具体且明确的规定，如高压输电线路电压等级为500kV或330kV，则线路全线都需要架设双避雷线，以完成对线路的防雷保护；如高压输电线路电压等级为220kV或110kV，则应分别沿全线架设双避雷线和避雷线，以满足线路防雷要求；如高压输电线路电压等级为66kV，则要在负荷重要，且年均雷暴天数超过30天的区段架设避雷线；35kV及以下的高压输电线路，一般情况下不做避雷线架设要求，但在雷电活动频繁的区段，应架设相应的避雷线进行保护。
目前，我国高电压等级的高压输电线路普遍可以达到相应的避雷线架设需求，低电压等级的输电线路，如35kV、10kV输电线路的避雷线保护往往达不到行业标准要求。针对以上问题，相关部门首先应加强对低电压等级输电线路的避雷防护，扩大避雷线的架设覆盖范围，提高高压输电线路的抗雷能力；其次，有关单位在避雷线架设施工过程中，应根据现场实际情况确定避雷线的架设形式，如线路处于多雷区域或空旷地带，应优先选择全线架设的方式，以确保线路运行安全。
（二）感应过电压防护措施分析
对于感应过电压而言，相关部门可从以下几个方面进行避雷防护：一，钢筋混凝土横担及钢筋混凝土钢铁横担对应的输电导线横担、避雷线支架与瓷横担和绝缘子固定间的电气连接应牢固、可靠，并且应与接地引下线连接；二，对于10kV及以下的钢筋混凝土杆输电线路，其横担适用瓷作为绝缘材质，如选用铁横担，则所有绝缘子都要采用更高一级输电线路的绝缘子材质。
（三）雷电反击过电压防护技术措施分析
雷击点电压的具体数值除了受雷电流波形影响外，还由雷电流经过该点连接的全部抗阻影响决定，包括杆塔、接地装置等，相关人员可根据这一原理实施避雷保护，具体措施如下：一，相关工作人员应尽量控制降低杆塔的接地电阻值；二，输电导线与避雷线间的距离应尽量大一些，如输电线路为35kV，则二者间的距离不得小于3m。
结语
综上所述，自然雷电可能对高压输电线路造成直接且严重的破坏和运行影响，进而导致线路跳闸、停电、瘫痪等问题的发生。针对以上问题，相关部门应全面重视高压线路的防雷保护工作，通过依照规定架设避雷线、优化线路绝缘设施等措施，全方位提高高压输电线路的运行安全和经济效益，降低自然雷击对于高压输电线路的运行干扰和影响，进而促进我国电力事业的进一步发展。
关键词
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论文作者:吴放
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
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