摘要：雷电是大自然中在常见不过的一种自然现象了，虽然现在许多国家和部门在研究雷电这一自然现象及相应的高压输电线路的防雷技术，但就目前来讲，还没有哪种技术能够起到绝对的防雷能力，只是大大缓解因雷电对高压输电线路的损害，相信伴随着人们对自然规律的不断研究，及科学水平的不断提升，一定会在防雷技术研究方面取得更大的进步，使得防雷措施更加完善和成熟，使雷电对高压输电线路的损害得到进一步的降低。本文对高压输电线路综合防雷措施进行分析与探讨。
关键词：高压；输电线路；综合防雷措施
高压输电线路是供电系统的重要组成部分，确保高压输电线路运行的安全性和稳定性对于保证供电系统的正常运行来说具有重要的作用。在高压输电线路运行的过程中，雷电打击是影响其正常运行的主要因素之一，因此必须要采取合理的措施提高高压输电线路的防雷水平。
1雷击过电压的2种主要形式
由大气中的雷云对输电线路放电引起的过电压称为雷电过电压，根据雷击过电压形成的物理过程，输电线路的雷电过电压可分为感应雷过电压和直击雷过电压2种形式。
1.1感应雷过电压
当雷击输电线路附近大地或杆塔时，由电磁感应在导线上产生的过电压即被称为感应雷过电压。一般感应过电压只对35kV及以下的线路产生威胁，因此在本文中不多作考虑。
1.2直击雷过电压
当雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的过电压被称为直击雷过电压。直击雷过电压又分为3种情况：第一种，雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过杆塔和杆塔接地电阻使塔顶对地电位大幅升高。当塔顶电位与导线上电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。因为杆塔或避雷线的电位（绝对值）高于导线，故通常称为反击雷。第二种，雷电直接击中无避雷线的导线或绕过避雷线（屏蔽失败）而击中导线，直接在导线上引起过电压，通常称之为绕击雷。第三种，雷击避雷线档距中间，这种情况极少出现，而且反击和绕击雷过电压对高压输电线路的危害最大，因此高压输电线路的防雷保护主要是针对反击和绕击。统计表明，110kV线路的雷击跳闸主要是由反击造成，220kV线路雷击跳闸反击和绕击均有，而且机率一样，500kV的雷击跳闸一般是由绕击造成。
2高压输电线路遭遇雷击的原因和危害
2.1高压输电线路遭遇雷击的原因
高压输电线路遭遇雷击的主要原因是大气层中的雷云在雷雨天气时会释放出大量的电荷，这样就会使得强大的电压经过线路杆塔形成一个放电的通道，这样就会使得高压输电线路被击穿。这种雷击现象主要是由大地形成的感应电荷通道建立起来的一种放电形式的通道，而且这种通道还会和雷云释放的电荷进行中和，这样就形成了雷击。由此可知，雷击的大小程度和接地装置有着密切的关系。因此，如果要进行防雷的措施，首先应该对雷击的主要形式进行全面的分析，并且要对高压输电线路出现的问题原因进行深入的分析，然后在对其进行具有针对性的防治措施，这样才能够使得高压输电线路的防雷措施达到理想的效果。如果雷击主要是反雷击的形式，那么其程度就和绝缘度以及杠杆接地有着紧密的联系，这种形式的雷击主要是过电压通过雷击杠杆和避雷线形成的。通常情况下，反雷击发生过程中，具有不固定的闪络现象，而且其绝缘程度也相对较弱。为了能够有效的提高绝缘度的强度以及稳定闪络，就要适当的对杆塔接地的电阻进行降低，这样就能够提升其防雷的程度。
2.2高压输电线路遭遇雷击的危害
从我国的高压输电线路的运行情况来看，出现最多的情况就是跳闸的现象。而其中由于雷电造成的跳闸就占据了一半以上。不同地区的情况不同，对于土壤的电阻率相对较高、地形相对复杂的地区由雷电造成的跳闸现象更加普遍。由此可以看出，雷电现象是威胁高压输电线路安全稳定运行的主要因素。
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3高压输电线路综合防雷措施
3.1优化和增强输电线路的绝缘配置
如绝缘体被雷电打击，雷电会破坏输电线路，导致输电线路不能正常运作，在输电线的架设工程中，绝缘装置设计尤为重要。将绝缘装置在输电线路过程中保持在可控范围之内，在输电线路被雷电打击时，线路的绝缘配置就能物尽其用，起到保护输电线的作用。不同的输电线路对应不同的绝缘装置，要使绝缘体可以充分的起到保护输电线的作用，要根据输电路段情况和雷电的强弱程度对安装的绝缘配置制定不同质量标准。
例如：绝缘体自身带有自洁功能，隔水力强，可以对输电线路起到防水的保护功能。在接地设计方面，可采用大量的接地方式，在雷电打击在输电杆塔时，接地作用就会快速将高空电流引入地面，分解雷击的破坏力。
3.2合理使用避雷器装置
云层电压通过空气摩擦对输电线路放电，造成线路中电压双向传播，输电线路接收到其中感应器发射的信号就将停止工作。如果停电次数过于频繁，避雷器就起到削弱雷电打击的破坏能力。将避雷器安装到高压输电线路中，可以在输电线路遭到雷击时对线路起到充分的保护作用。如果避雷器电压与输电器电压之间产生电压差，避雷器就将电路中的电流进行分流处理，如此，绝缘体就不会因雷击而携带电荷，输电线路也不会遭到破坏。避雷器的功能全面，但安装成本较高。考虑到高压输电项目建设工程的成本问题，如若遇到输电线路雷电情况较少或一般的情况，可以选用具有基本功能的避雷装置进行防御工作，根据实际情况，可以再适当条件下节约成本。
3.3降低杆塔接地的电阻
为了能够有效的保证高压输电线路防雷技术措施的顺利实施，要在每根杆塔上进行接地装置的敷设工作，在此过程中，要使得接地装置和地线进行紧密的连结，而且还要保证击中的地线或者杆塔顶部的雷电电流能够顺利的流经较低阻值的接地电阻，之后流入大地中。这种措施不但能够有效的降低雷击跳闸率，而且还能够有效的提高整个高压输电线路的防雷技术水准。
3.4选择消弧线圈连接中央式
在一些雷电活动较严重且接地电阻不易降低的地区，可将经消弧线圈接中央式应用于110kV及电压数更低的，还可采用系统中性点不接地的方法，消弧线圈便能对大量的雷击单相闪络接地缺点进行消弧，便不会产生继续共频电流。即使雷击引起二相或三相闪络缺点，一相闪络也不会出现跳闸，而是充当了避雷线，使分流增加，并对未闪络相其耦协作用，降低了未闪络相绝缘的电压，使线路的耐雷水平得到了较大程度的提高。当前，我国的消弧线圈接中央式，能够有效降低雷击跳闸事故的发生率，运转效果非常好。
3.5投入自动重合闸装置
在高压输电网实际运行过程中，雷击电流大，超过线路防御范围，输电线路遭受雷击跳闸就不可避免，应对其进行控制。由于高压输电线路绝缘具有自恢复性能，绝大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后都能自行消除。因此，在高压输电线路上投入自动重合闸装置能对线路雷击事故率进行有效控制。
结束语：
综上所述，引起高压线路遭受雷击的原因多且复杂，为了解决线路遭雷击的问题，必须结合线路区域的地形、地质、土壤电阻率等因素综合考虑，对雷电参数进行深入分析，再根据以往的运行经验，对各种方案的可行性、经济效益、安全性等进行分析与比较，选出一种最适合的防雷措施，以保证输电线路的安全供电。
参考文献：
[1]高压输电线路综合防雷措施的研究与应用[D].李鑫.华北电力大学2014
[2]高压输电线路防雷保护探讨[J].郑志生.中国高新技术企业.2015（33）
[3]高压输电线路综合防雷措施的研究与应用[J].李平.科技风.2015（18）
论文作者:吴奇,毛火平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/6/25
标签：线路论文; 过电压论文; 高压论文; 雷电论文; 防雷论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 《电力设备》2018年第8期论文;