摘要：作为现代建设的主要能源，电力资源防护技术的发展倍受社会的关注，同时也对它的安全性与可靠性提出了更高的要求。雷电作为电网运行的最大威胁之一，通常以雷击闪络的形式使得跳闸故障发生，同时也由于雷电活动的无规律性与防雷技术的复杂性，使得供电线路防雷技术正面临着研究的社会考验。基于此，本文笔者以理论学习为参考，以实践经验为依据，就我国特高压输电线路雷电绕击防护技术与性能进行深入研究，具有一定的参考性，盼为同仁借鉴学习。
关键词：特高压；输电线路；雷电绕击防护；性能技术研究
1 前言
电力资源作为一种二次清洁能源，是为我国现代化建设所需能源的中坚力量，大到企业生产，小到人民生活，其过程的实施均离不开电能的消耗。雷击闪络分为绕击闪络和反击闪络两种形式，对于特高压输电线路而言，其主要以绕击闪络为常见形式，因此，加强供电线路雷电绕击防护性能的研究，对于我国特高压输电技术的持续发展具有深远的意义。
2 特高压输电线路雷电绕击防护的特点
特高压输电线路雷电绕击防护性能主要表现出三方面特点，首先为系统性特点，雷击闪络作为输电线路跳闸的主要原因，该现象的发生主要是因为现有的线路雷击跳闸模型与实际运行情况有着较大的差异，它无法独立完成工作任务，而需雷电接受装置与接地装置等部件共同作用才能发挥效果，其中任何一个部件接触不良或发生故障，均会影响到特高压输电线路雷电绕击防护的性能；其次为基础性特点，雷电绕击防护性作为特高压输电线路正常运行的基础任务，其对电网安全任务的实施具有举足轻重的作用；最后为规范性特点，对于特高压输电线路而言，其雷电绕击防护性的研究任务的实施，必须统一管理规范与技术标准，并在落实过程中要求管理人员恪严格守，按规定办事。
3 特高压输电线路绕击耐雷性能的研究
3.1 计算方法（规程法）
实施规程法的前提为雷电绕过避雷线直击导线的概率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及线路经过的地形地貌和地质条件有关，故此，规程法应用研究的区分主要以山区地形与平原地形进行归类。规程法计算方法的应用具有一定的局限性，由于它为经验总结而来，并且分析区分只局限于地形，而对绕击率的研究认为是与雷电电流大小不存在关联，因此在对特高压输电线路相关研究中存在不少弊端，对此在应用过程中应仔细分析。
3.2 研究模型
3.2.1 绕击概率模型
该模型是为王晓瑜教授组织带领研制而成，其以输电线路绕击模型为基础，通过雷电绕击分散性的研究与应用后而得出。绕击概率模型是以ZM1 － 39 型杆塔为载体，分别应用120：1 与143：1 的比例尺寸，并加以雷击过程（特别是最后阶段的雷击）的模拟，利用雷击最后阶段跃变的下行先导，将其引雷能力及其与击距系数间的关系研究而出。该模型的应用，一定程度上可以很好的将事故现场的雷击原因进行科学解释，但也由于该模型的建立是以实验模型为基础，其利用物理手段制造的雷击与现实雷击存在较大差异，并且模拟实验过程中对于影响因素的设置与考虑比较单一（现实中绕击率影响因素众多），对于其他情况未加考虑，因此，该模型的应用对于一些整体性研究存在明显的缺陷。
3.2.2 先导发展模型
对于雷电绕击先导发展模型的研究与应用，是为Garbagnati E与Dellera L 共同提出，但是并未研究出该模型的实施技术与具体应用，最后是为Ｒizk 在此二人研究的基础上，通过进一步分析与研究，将先导发展模型的整个过程进行了系统性的描述。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该模型应用所持观点为雷击现象是为下行雷电先导相遇于产生于结构物上的上行先导后所形成，同时他还将屏蔽失效与侧面距离两个参数在雷电流幅值与结构物高度函数中得以应用。同时，现行发展模型缺陷也十分明显，就是雷电放电过程中，对其分散性与下行先导小于输电线路高度时所发生的雷击线路未经考虑。雷电下行先导下落的过程中，地面物体的表面场强不断增强。对于输电线路，导线处于避雷线下方，受避雷线一定的屏蔽作用，相比而言，避雷线更易被雷电击中，而当下行先导的侧面距离足够远时，雷电将会全部击中地面。只有在一定的距离范围内才有可能发生雷电绕击导线。
3.2.3 电气几何模型
电气几何模型作为现行雷电绕击评估最为常用也最经典的一种模型，其为通过几何分析计算的方式，将雷电线路的结构尺寸与放电特征有效的联系起来。该模型的原理为雷云向地面的先导放电通道头部到达被击物体的临界击穿距离（以下简称击距）以前，无法确定击中点，而是击距先达到哪个物体，就对此物体进行放电。该模型的研究，研究者认为击距的影响因素只与雷电流幅值有关，其他因素则对其毫无影响，并且将导线、避雷针与先导对杆塔的击距看做相等，而未将雷电放电的粉星星等其他影响因素进行考虑，同时，电气几何模型试验是以杆塔高度≤60m 为前提，因此在应用范围上具有一定的局限性。
3.2.4 击距系数计算模型
击距系数计算模型是以电磁场为基础进行研究的，以上所常用的模型很少考虑到雷电放电的分散性，更是缺乏整体研究性，而击距系数计算研究则弥补了这一点。在该模型中，认为避雷线和导线感应电势达到上行先导起始电势时，它的表面即已经产生了迎面上行先导。认为雷击点取决于下行先导和上行先导的传播和最后跃变过程，最先达到下行先导的最后跃变条件的上行先导最容易成为雷击点。最终得出了，杆塔高度、雷电电流幅值与先导对导线、避雷线的击距成正比；当杆塔高度不变时，先导对导线和避雷线的击距数值相近；但雷电电流幅值对击距系数基本上没有影响。
4 工作体会与建议
以电磁场理论为基础，建立了击距系数计算模型。利用自编程序仿真结果表明，随着杆塔高度的增加，先导对导线、避雷线的击距都将增加，先导对地的击距始终保持不变；同一杆塔高度下，先导对导线、对避雷线的击距数值很接近；随着雷电流幅值的增加，先导对导线、对地面的击距都将增加，但雷电流幅值的变化对击距系数基本上没有影响。根据超特高压输电线路中雷电线绕击评估的相关方法和模型的研究，我们能够得出一些对绕击防护有影响的一些因素，如：杆塔接地电阻、雷电流幅值以及输电线路的特征参数。输电线路的特征参数是指线路中杆塔的结构、绝缘的配置、线路的地质地形地貌、杆塔的高度以及避雷线的保护角等等。尤其是输电线路的特征参数对绕击防护的影响最为重要。因而，根据以上的评估方式和模型，本人在此提出一些建议仅供学习参考。首先，降低铁塔接地电阻，避雷线和塔脚电阻相配合，在雷击时能够起到大幅度降压的作用，因此对于特高压输电线路是一种很有效的防雷措施；其次，避雷线的保护角与绕击率成正比，在此条件下，让保护角足够的小，甚至是为负，可以降低绕击率，并且当绕击率为零时，避雷线对导线是处于完全屏蔽的；最后，尽量减小地面倾角，这在最早提出的规程法中便有指出，地形地貌地质对超（特）高压输电线路的绕击防护影响是重要的，在设置输电的架时考虑地形地貌及倾角是十分必要的。
5 结语
基于以上论述，现代特高压输电线路雷电绕击防护性能的研究为一项复杂而漫长的工作，时代在发展，社会在进步，新环境的出现必然会遇到新问题，作为一名现代化特高压电网运维工作者，这就要求我们不断探索，不断实践，在探索与实践过程中实现技术的更新与改进，以此时刻保证施工技术的先进性与实时性，真正实现我国特高压输电线路雷电绕击防护技术的多元化与标准化发展方向。
参考文献：
［1］易永红，余东． 关于高压输电线路综合防雷技术的研究［J］． 科技传播，2012（11）：15 ～ 19．
［2］闫旭洋，李婵娟． 在运高压架空输电线路雷电绕击分析及防护思路探讨［J］． 科技致富向导，2012（12）：123 ～ 125．
论文作者:梁晓东,康蕾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/29
标签：雷电论文; 避雷线论文; 先导论文; 线路论文; 模型论文; 杆塔论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第21期论文;