摘要：输电线路防雷设计是输电线路设计中非常重要的一个环节，它的质量会对整个线路运行的质量和水平产生非常重大的影响，防雷技术的应用可以有效的屏蔽一些雷击因素造成的不利影响，这样也就使得线路运行的稳定性和安全性都得到了显著的提升，改善了线路运行的质量。因此，本文对线路防雷技术在输电线路设计中的应用进行了分析。
关键词：线路；防雷技术；输电线路设计；应用
一、输电线路设计中的防雷技术概述
雷电不仅仅是一种常见的自然现象，还具有很强的破坏力。雷电多发于夏季，尤其是南方的山区更为常见。尽管雷电只有0.01秒的放电时长，但在这短短时间内，其电流却能够在瞬间高达十万安培。这么大的能量，如果击中动物身体，可以在瞬间麻痹其心脏和大脑，严重的还会造成动物死亡。如果是击中建筑物或其他机械设备，受到其高压高热的强大破坏力，被击中的这些物品都将被毁坏殆尽。由于雷电能够瞬间产生强大的热电效应和磁场效应，并且其自身又具有上述强大的机械性破坏力，因此，雷电在击中室外的输电线时非常容易对电压造成严重危害。目前，我国在电力调度的运行系统中配置的集成度比较高的相关电子设备，对雷电的电磁脉冲反应非常强烈，输电线路遭雷电击中后，会在瞬间形成超负荷的敏感过电压磁波，通过电路网将其导入变电站，从而会导致变电相关运行设备的介电强度下降、敏感的电子器件遭受损坏，使得供电保护装置以及监控系统产生错误的动作，引起跳闸、断电，对输电设备正常的运行产生极大的破坏。
直击雷有反击和绕击两种，都能够对线路的安全运行构成威胁，根据相关调查数据，反击更多地发生在丘陵和平原线路中，而绕击则多发于山区线路。因此，在进行线路的设计之前，技术人员应当充分研究当地的雷击性质，以运用具有针对性的防雷技术。对于山区的线路，应选用防雷走廊，以减少避雷线的保护角，同时增加其绝缘性；而针对平原和丘陵地区的线路，则应当选用更加适合的措施来降低线路电阻，来有效防雷。
二、输电线路引起雷电的原因
2.1输电线路雷击产生的原理及危害
雷电产生后，由于大气内的电场较为强烈，雷电放电阶段，容易对输电线路产生较大的损坏，导致线路供电中断，严重地影响了供电稳定性。雷电产生主要表现在以下几个阶段：第一，先导放电阶段。当云层内的负电荷中心电场强度达到一定程度，受到附近电场影响，空气内的绝缘强度遭到破坏，导致电击穿现象产生。同时，云层内的电离子开始剧烈运动，使一部分的空气成为导电介质，产生发光放电现象；第二，主动放电阶段。根据物体尖端放电原理，物体顶端将率先产生电荷，并由上到下，产生放电现象。当放电的方向由上至下时，雷电将会对地面的输电线路造成影响、主动放电阶段，电场将出现突变，电离子运动剧烈，并具有较强的穿透性，与输电线路中的电离子产生对抗，引发线路故障；第三，余辉放电阶段。云中剩余的电荷在主动放电结束后，会继续朝地面运行，这些流向地面的电流在100A左右，持续时间大约为30-150m。余辉放电阶段，容易导致被击物体产生过电压现象，从而造成雷电热效应。
2.2绝缘子雷击闪络原理及危害
绝缘子是输电线路抵御雷电危害的重要介质，在进行防雷设计过程中，必须注重对绝缘子的有效利用，使其能够更好地发挥防雷作用。雷电产生后，气体介质会穿透线路固体表面，导致线路表面出现闪络现象。绝缘子出现雷击闪络现
象，主要是因为输电线路在遭受雷电侵袭后，雷电会沿着输电线路的导线行进，产生局部的高电场，进而形成过电压。雷击过电压会使绝缘子表面形成过电通道，并且形成持续时间较长的电弧，导致绝缘子表面出现损坏。
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三、输电线路设计中线路防雷技术的运用
3.1在输电线路上搭接避雷线
避雷线的功能主要有三个：第一，它能够对分流流经铁塔的电流，以降低铁塔塔顶的电压；第二，它能够通过屏蔽导线来降低电流；第三，它在导线上还能耐有耦合的效果，降低线路中的绝缘子电压。防雷线也因此分为两种悬挂方式。
我国目前所采用的是绝缘式的，来降低所耗的功率，既符合现今的可持续发展要义，又不会影响防雷效果。通常来说，线路的电压越高，避雷线的应用效果越好，并且避雷线的应用在整个输电线路造价中的所占比例也越低。实际情况中，选择避雷线时，应以输电线路的电压级别为依据，如果是20kV的线路，没有必要安装避雷线，电压值大于200kV的线路，全程都需要搭接避雷线，电压高于500kV的线路，则需要搭接两个避雷线，从而增强避雷线的屏蔽功能，其避雷线的保护角在15°。
3.2自动重合闸装置的安装
自动重合闸是当线路当线路出现故障，继电保护使断路器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上。广泛应用于架空线输电和架空线供电线路上，该类装置可分为四种状态：单相重合闸、综合重合闸、三相重合闸、停用重合闸。该装置可以提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，还能保持电力系统的运行的稳定性，该装置本身投资很低，工作可靠，在电力系统中得到了广泛的应用。一般的，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。资料表明，输电线路中重合闸成功率较高，使得它已经成为一种行之有效的防雷措施。
3.3改进接地电阻
接地电阻能够有效降低雷电对输电线路产生的过电压，提高输电线路的防雷击能力，具体改进措施主要有以下4点：（1）增加或延长接地射线。这种方法主要是针对老旧输电线路接地材料老化和新建、改造输电线路接地电阻降低等情况的。（2）采用垂直接地体的方法。这个法是在接地装置射线上添加多个垂直接地体，其材料多为角钢，长度控制在0。6m左右，彼此间的距离3m为宜，并与接电线焊接在一起。（3）采取集中接地的方式。这种方法是将杆塔的接地集中在一处，利用垂直接地体，按照2～3m的间距将其布设在杆塔基础外围，然后用圆钢将杆塔接地引下线与这些垂直接地体连接成一个整体。（4）替换土壤。利用低电阻率的土壤替换高电阻的土壤，然后再接地，有效地降低接地电阻是一种最直接的方法。
3.4中性点非有效接地方式
据有关数据显示，电力系统中发生的事故和故障中，超过60%为单相接地。当中性点不接地系统中有单项接地的故障发生时，仍然会保持其三相电压平衡，并且能够继续供电，给技术人员足够时间找到故障发生点并做及时处理。这种方式能够补偿流经故障点的电流，使得电弧可以自行熄灭、系统自行聚恢复其正常的运行状态，从而降低故障点上恢复电压的上升速度减小其电弧重燃的概率。
四、结语
随着经济和科技的迅猛发展，电能成为人们生活中不可或缺的资源，加强电力供应的可靠性和稳定性，是电力工业发展必须解决的一个重要问题。输电线路是电能输送的重要介质，雷电自然灾害对输电线路安全稳定传输电能，有着极大的危害。雷电自然灾害具有不可预知性，加强输电线路防雷，成为电力工业必须重视的问题之一。
参考文献：
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[2]邸凤伟，安财生.线路防雷技术在输电线路设计中的运用[J].黑龙江科技信息，2015（16）：46.
作者介绍：
任杰（1983.1.15），性别：男；籍贯：河北唐山；民族：汉；学历：研究生、硕士；职称：高级工程师；职务：输配电设计工程师；研究方向：输配电设计；单位：国网冀北电力有限公司唐山供电公司；
论文作者:任杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：线路论文; 雷电论文; 避雷线论文; 防雷论文; 过电压论文; 绝缘子论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第27期论文;