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摘要：本文首先介绍了输电线路雷击放电及瓷瓶击穿放电的原理。然后详细说明了目前我国高压输电线路防雷设计的研究与应用情况。并针对几种防雷措施进行了深入论述。
关键词：高压输电线路；雷击放电；防雷措施
1 引言
电闪雷鸣是一种常见的自然现象，雷电电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数万安培。因此，虽然雷电放电时间很短暂（0.01S）左右，但其间却释放出大量的能量。雷电流能破坏电力系统的各个元件，高压输电线路上的绝缘子会因为雷击发生闪络或碎裂、导线烧断等事故。
输电线路作为电力系统的大动脉，是连接各个变电站、电力用户的纽带。输电线路能否安全运行，直接影响电网的稳定和用户供电的可靠性。因此，输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位，是实现强电强网的需要，同时也是向工农业生产及广大人民生活提供不间断电力的需要。分析统计高压输电线路故障情况，可以看出雷击灾害占有很大的比例，因此，防雷措施的研究与应用具有非常重要的意义。
2 雷击放电（瓷瓶放电）原理分析
雷电现象是一个非常复杂的物理过程，在此我们将其简化为一个电流行波沿着空中通道注入雷击点，在击中导线后即分为左右两路继续前进。伴随着电流行波一同前进的还有电压行波，由它们构成了电磁波。
图一 雷击高压输电线路
输电线路遭受雷击后，会产生冲击波沿输电线路传输，在输电线路周围产生瞬变高电场。瓷瓶的雷电击穿原理可以简单理解为气体电介质由于电场的作用使电介质中的某些带电质点积聚的数量和移动速度达到一定程度时，使瓷瓶失去了绝缘的性能，从而形成了导电通道。瓷瓶的雷击穿可分为直接击穿和间接击穿。直接击穿会令输电线路短路跳闸或者单相接地；间接击穿会令瓷瓶受到伤害，从而留下事故隐患，降低了设备绝缘电阻。
3 我国高压输电线路防雷研究现状
目前，我国输电线路防雷设计主要从如下几个方面展开：（1）选择合理的高压输电线路路径；（2）架设避雷线；（3）降低杆塔接地电阻；（4）在部分地段装设避雷器；（5）提高线路整体绝缘水平。上述几种方法在目前的输电线路防雷设计中运用较多，在线路路径受地形和投资限制，选择范围不大的情况下，架设避雷器、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平成为防雷设计的主要方法。
在选择设计输电线路的防雷设施时，应按照当地的雷电活动情况、系统的中性点接地方式、输电线路的绝缘情况、有无自动重合闸或备自投装置等条件来综合考虑，最终按照技术经济比较的结果来确定最佳的保护方案。
在输电线路的防雷设计中，必须紧密结合当前电力生产和建设的要求，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效的保护技术措施，从而满足电网的需求。
4 高压输电线路综合防雷措施
4.1 合理选择输电线路路径
大量的运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段，称为易击雷区。线路若能避开易击雷区，或对易击雷区线段加强保护是防止雷害的根本措施。
4.2 架设避雷线
架设避雷线是高压输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用就是防止雷直击导线。一般来说，线路电压越高，采用避雷线的效果越好，且避雷线在线路造价中所占的比重越低，因此，在220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线。
4.3 降低杆塔接地电阻
（1）利用接地电阻降阻剂，在接地极周围敷设降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低与周围大地介质之间的接触电阻的作用，从而在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，效果显著。
（2）采用爆破接地技术，通过爆破制裂，再用压力机将低电阻率材料压入爆破裂痕中，从而起到改善大范围土壤导电性能的目的。
在确定降低高土壤电阻率地区接地电阻的具体措施时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件进行全面、综合分析，通过技术经济比较来确定。从而即能保证线路、设备的正常运行，又可避免接地装置工程投资过高。
4.4 装设线路避雷器
安装线路避雷器可以使雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作，给雷电流提供一个低阻抗的通路，使其泄放到大地，从而限制了电压的升高，保证了线路、设备的安全。统计分析220kV应用避雷器输电线路防雷效果数据，可以发现未安装线路避雷器时220kV线路反击耐雷水平仅为32kA，而安装线路避雷器时为350kA以上。
5 结束语
输电线路雷害事故引起的跳闸，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及设备的维护工作量，而且雷电波还会沿线路侵入变电站。做好输电线路的防雷工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电站、发电厂安全运行得到保障。在输电线路设计、安装过程中，要充分考虑到线路的防雷水平，处理好提高防雷水平与控制工程造价的关系，确保线路按照高标准的防雷水平设计。
参考文献
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作者简介：
张佳（1988），女，华北电力大学电气工程及其自动化学士，助理工程师，研究方向：输电线路运维，单位：国网滨州供电公司。
论文作者:张佳
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/23
标签：线路论文; 防雷论文; 避雷线论文; 避雷器论文; 雷电论文; 高压论文; 瓷瓶论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;