（山东电力工程咨询院有限公司 山东省 250013）
摘要：输电线路具有输送距离长，沿线地形地貌跨度变化大和气象条件复杂等特点，遭受雷击的概率较高，直接影响电网正常运行。由于地形、气候、经济、环境等因素的限制，给防雷技术的开发和应用带来了不利条件，但通过多年的不断探索和学习，我国在防雷技术上也取得了显著进展。本文首先对线路雷击跳闸率进行分析，进而探讨了线路防雷技术在输电线路设计中的应用。
关键词：输电线路设计；防雷技术；避雷装置；接地装置
1 关于雷击现象的概述
雷电是在空气中进行的一种宏伟的放电现象，雷电放电是由带电荷的雷云引起的。大多数雷电放电发生在雷云之间，它对地面没有什么直接影响。当雷云对输电线路放电时，由于雷云中电荷快速释放而在输电系统中产生的一种幅值很高的电压，称为雷电过电压。雷电流幅值的概率在我国一般地区可按以下公式求得：
lgP=-I/88，式中:P为雷电流幅值概率；I为雷电流幅值，kA,若在平均年雷暴日数在20及以下时雷电流幅值较小，计算公式为：lgP=-I/44。
2 线路雷击跳闸分析
2.1线路雷击跳闸率的计算
以雷击有避雷线线路的跳闸为例。在下列情况下，线路将要跳闸:
（1）雷击杆塔顶部发生闪络并建立电弧；（2）雷绕过避雷线击于导线发生闪络并建立电弧。运行经验证明，雷击避雷线的档距中间且与导线发生闪络引起跳闸的情况是极罕见的，可不予考虑。雷绕击导线时，耐雷水平I2可由下式求出：I2=u50%/100，有避雷线线路的跳闸率可按下式计算:N=NLη（gP1+PαP2）
式中：N为跳闸率，次/（100km.a）；I 为雷电流幅值，η为建弧率；g为击杆率；P1为超过雷击杆塔顶部时耐雷水平的雷电流概率；P2为超过雷绕击导线时耐雷水平的雷电流概率；Pa为绕击率(包括平原和山区)。击杆率g与避雷线根数和地形有关，一般可采用表1所列数据。
式中：α为避雷线对边导线的保护角，ht为杆塔高度。根据式（4）可以推算出山区的绕击率在5%左右，但山区线路的绕击率约为平地线路的3倍，山区线路不可避免会出现大跨越与大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节。一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。
3 线路防雷技术在输电线路设计中的应用
3.1架设避雷线
这是超高压线路防雷的基本措施，其主要作用是防止雷直击导线，产生危及绝缘的过电压。装设避雷线后，雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地，从而可保证线路的安全供电。根据接地引下线接地电阻的大小，在杆塔顶部造成不同的电位；同时雷电波在避雷线中传波时，又会与线路导线耦合而感应出一个行波，但这行波及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电波直击档中导线时产生的过电压幅值小得多。110kV及以上电压等级的线路一般都应全线架设避雷线，对于单回路，330kV及以下线路的保护角不宜大于15°，500kV～750kV线路的保护角不宜大于10°；对于同塔双回或多回路，110kV线路的保护角不宜大于10°，220kV及以上线路的保护角不宜大于0°。
3.2改善接地电阻
当合理匹配接地地阻和避雷线可有效地实现降低过电压的功能，常规设计采取的延长或增加接地射线的方式降低杆塔接地电阻，对于土质不良的地区效果有限。目前应用在实际中的降低输电线电路接地电阻的方法有：（1）延长或增加接地射线，针对接地材料腐蚀的老旧线路，往往采取增加接地线的方式，是新建和改造线路中常用的降阻方法；（2）垂直接地体法，该方法是在接地装置的射线上，每隔3m增设长度0.6m左右的垂直接地体，一般用角钢，并与接地线进行焊接；（3）集中接地法，是指在杆塔的基础外挖一圈直径为10～20m、深为60cm的沟，在沟内每隔2～3m打一根垂直接地体，用圆钢将所有垂直接地体相连再与杆塔的接地引下线相连；（4）换土法，对低处土壤电阻率较高的杆塔或石头山，采用换土的方式来降低土壤的电阻，即在杆塔附近周围挖出原有土壤，并回填一层电阻率低的土壤，再进行接地设置。
3.3装设自动重合闸
雷击故障约90％以上是瞬时故障，所以应在变电站(所)装设自动重合闸装置，以便及时恢复送电。据统计，我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达57～95％，35kV及以下线路为50～80％。因此按规程要求“各级电压线路应尽量装设三相或单相重合闸”。同时明确强调“高土壤电阻率地区的送电线路必须装设自动重合闸装置”。装设自动重合闸装置是防雷保护的有效措施之一。
4 结语
在进行输电线路的设计时，要充分考虑当地的实际情况，如地理环境、地形、气候等，将防雷技术充分地运用到线路设计的过程中。降低线路雷击的概率，减少雷击对电网的伤害，需要广大的电力技术和从事电力研究人员的共同努力，依靠现有科技创新，在实践中不断摸索，开发出更具有防雷功能的技术，来为电网的正常运行提供保障。
参考文献
[1]35kV线路减少雷击跳闸的技术手段探析[J].张宇翔.电子技术与软件工程.2015(09).
[2]110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J].李明光.经营管理者.2016(13).
[3]220kV输电线路设计要点分析[J].李强.硅谷.2014(21).
[4]输电线路运行故障原因及查找[J].郭省平,张宏雄.科技与创新.2015(20).
[5]浅谈输电线路异常维修和有效防范[J].陆铭.科技与企业.2015(18).
[6]500kV输电线路防雷分析及对策[J].陈智高.通讯世界.2016(10).
作者简介
李帅（1984.11），男，工程师，单位：山东电力工程咨询院有限公司。
李涛（1982.12），男，工程师，单位：山东电力工程咨询院有限公司。
论文作者:李帅,李涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：线路论文; 避雷线论文; 雷电论文; 杆塔论文; 防雷论文; 过电压论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第14期论文;