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摘要：随着国内经济的快速发展及电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出，电力负荷也在迅速增长。而雷击引起的架空输电线路跳闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。
关键词：电力；架空；输电线路；防雷
引言
为了减少架空输电线路的雷击故障，应取用各种综合防雷措施，如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等。220kV以上线路设计全部采用双避雷线，缩小保护角。在通常情况下，220kV以上电压等级线路绝缘子片数取决于工频电压下的爬电距离要求，并符合操作过电压的要求。以110kV线路为例，直线杆塔采用七片绝缘子，转角杆塔采用八片绝缘子，而且一般采用爬电比距较大的防污绝缘子。输电线路采用的接地装置基本为浅埋水平辐射式，在高电阻率地区采用放射形接地装置等等。在雷雨季节，雷击故障还是频频发生，各地区雷电活动比较剧烈，而且有其不可预测性；另一方面，在防雷工作上，还有许多具体深入的防护工作要做。
1 线路常规的防雷保护措施与效果
1.1架设避雷线的效果的计算及分析
避雷线是架空送电线路最基本的防雷措施之一，其主要功能为三：1）接闪雷电，防止雷直击导线；2）雷击塔顶时对雷电流分流，以减少流入杆塔的雷电流，降低塔顶电位；3）与导线间电磁耦合。运行经验表明，避雷线的防止雷电直击导线的效果在平原地区是很好的，可是在山区，由于地形、地貌的影响，经常出现绕击、侧击、反击等避雷线屏蔽失效的现象。山区是多雷区，也是易绕击区，要减少绕击率，减少保护角是最有效、最经济的手段。
1.2降低杆塔接地电阻的防雷效果分析
杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数，对于一般高度的杆塔，当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号和数量确定后，降低杆塔接地电阻对提高架空送电线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。当杆塔型式、尺寸和绝缘子型式、数量确定后，影响线路反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的阻值。
依据雷电流幅值累积概率分布的固有特点：低幅值雷电流出现的概率明显大于高幅值雷电流出现的概率。由此可知，随着系统标称电压的提高，杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。根据不同地形、土质，应用采取不同的改造接地网的技术方法，有效降低了所改造杆塔的接地电阻。
通过相对危险因数可以得出线路电压等级愈高对接地电阻愈加敏感的结论，杆塔中相与边相反击耐雷水平急剧减小，说明改善接地是提高线路耐雷水平的有效措施。对一般高度的杆塔，降低接地电阻是提高线路耐雷水平、防止反击的有效措施。在沿海地区，很多线路位于海滩地，接地极腐蚀严重，而山区则由于水土流失，加上酸雨的影响，使暴露在空气中的接地极很容易氧化。
另外，在设备运行中，还发现了一些杆塔接地引下线中的过渡联板存在很大的接触电阻，这是个易被忽视的问题。接触电阻值大在防雷接地中是非常不利的，因此，对雷击跳闸故障比较多的线路进行接地装置改造，按照原设计接地方式重新敷设接地装置，要求接地引下线耳必须开2个孔中13.7（以前设计的接地引下线耳为单孔的，往往因各施工单位施工工艺不一致，从而使得联板不能可靠与铁塔连接），联板表面要打磨涂导电脂后采用防腐沥青封住联板外表面从而保证联板与主材可靠连接。同时加大对架空避雷线、接地网的巡视检查力度，及时更换锈蚀的避雷线，细致查看避雷线与铁塔、铁塔与接地装置的连接部位有无问题，降低接触电阻，确保良好接地。我们坚持周期性的运用钩式接地电阻测量仪进行测量，及时发现问题，然后对症处理。
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1.3加强绝缘
加强绝缘也是提高杆塔耐雷水平的措施之一，具体措施是在杆塔尺寸允许条件下每串绝缘子增加一片绝缘子。
在杆塔接地电阻比较大时效果不如改进接地电阻显著；在杆塔接地电阻为正常值5～30欧时，加强绝缘雷电反击跳闸率可降低为原来的53.6%～70.7%；接地电阻越低，加强绝缘降低跳闸率效果越好。
1.4架设藕合地线
藕合地线是架设于输电线路相导线下的接地导线，藕合地线的作用主要有两个：一是增大避雷线与导线之间的藕合系数，从而养活绝缘子串两端电压的反击和感应电压的分量；二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。计算表明，110kV双避雷线路，增设藕合地线后，藕合系数增大约50%，藕合地线可使杆塔雷电流分流12%～22%。虽然架设藕合地线的工作，防雷效果令人满意，不过，在加挂藕合地线时，应充分考虑其弧垂的对地距离及防止发生大风时导线与藕合地线碰线的短路事故。
1.5同塔双回线路不平衡绝缘的防雷效果
同塔双回线路架设的输电线路在电网普遍存在，但因导线垂直排列，杆塔较高，线路反击耐雷水平一般比同电压等级、导线水平排列的线路要低。经此种线路的实践运行经验表明，会产生同塔双回线路的绝缘子相继反击的现象，从而造成双回路同时跳闸。
亦有另一种不平衡绝缘技术（一回线路比正常绝缘的另一回线路增加部分绝缘），对某110kV同塔双回线路，该110kV同塔双回线路原均采用110kV合成绝缘子。对不平衡绝缘的作法是，在某一回线上每相再加2片玻璃绝缘子。
2雷器在高压架空输电线路防雷中的应用分析
2.1线路避雷器防雷的基本原理
线路避雷器一般采用避雷器本体和串联空气间隙的组合结构，是利用氧化锌阀片柱具有的非线性伏安特性和通流能量大的特点制成的过电压放电器，它联结在带电导线上，在电力系统正常运行时，它呈高阻状态，电力系统与地之间几乎呈现完全绝缘状态；而当系统出现雷击过电压达到起始动作电压数值时，其电阻率骤然下降，迅速泄流，从而系统绝缘有效地得到了保护。避雷器本体基本不承担系统运行电压，不必考虑在长期运行电压下的电老化问题，在本体发生故障时也不影响线路运行。串联空气间隙有两种，一是纯空气串联间隙（简称纯空气间隙），一是由合成绝缘子支撑的串联空气间隙（简称绝缘子间隙）。两种间隙各有优缺点，纯空气间隙不必担忧空气间隙发生故障，但在安装线路避雷器时需要在杆塔上调整间隙距离，实施安装时要求高一点情况相反，对于绝缘子间隙，由于间隙距离已由绝缘子确定，实施安装较为容易，但支撑串联间隙的合成绝缘子承担着较高的系统电压。
2.2线路避雷器的选点
大量运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段，我们称之为选择性雷区，或称易击区。经分析，在易击区及土壤电阻率高（而且降阻有困难）的山区，使用带外串联间隙氧化锌避雷器是技术性、经济性最佳的方案。实践表明，下列地段易遭受雷击：1）雷暴走廊，如山区风口、顺风的河谷和峡谷等；2）四周是丘陵的潮湿盆地，如杆塔周围有鱼塘、水库、湖泊、沼泽地等；3）土壤电阻率有突变的地带，土地质断层地带，岩石与土壤，山坡与农耕作地的交界区等；对于土壤电阻率差别不大时，例如有良好土层和植被的丘陵，雷易击于突出的山顶、山的向日坡等；4）地下有导电性矿物的地面和地下水位较高处。
结语
架空输电线路常规的防雷保护措施仅能部分的减少线路雷击跳闸次数，为大幅度降低或消除线路雷害事故，必须采取更有效的新措施。而选择加装线路防雷用金属氧化物避雷器可以防止雷直击导线或雷击塔顶、避雷线后绝缘子的冲击闪络，从而可以根本上消除线路雷击跳闸。
参考文献：
[1] 甘德辉.架空输电线路的防雷[J].农村电气化.2002（02）
[2] 杜澍春.高压输电线路防雷保护的若干问题[J].电力设备.2001（01）
作者简介：
冯涛（1988.02.15），男，学历：华北电力大学电力系统及其自动化硕士，研究方向：输电线路工程管理和施工技术管理。
论文作者:冯涛1,李浩2,刘彦超2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
标签：杆塔论文; 线路论文; 绝缘子论文; 避雷线论文; 防雷论文; 电阻论文; 间隙论文; 《电力设备》2016年第18期论文;