曹立林
（武汉中南能建电力设计有限公司 湖北武汉 430071）
摘要：目前，架空输电线路运行的确有很多优点，如成本低、易检修、易施工等。但其设置在露天环境中，容易遭到雷击，使其无法正常运行，降低架空输电线路的应用性。所以要不断强化架空输电线路的运行维护管理力度，以确保线路的运行更加可靠与安全。
关键词：架空；输电线路；防雷；接地设计
1输电线路雷击及跳闸分析
根据电网故障分类统计数据，架空输电线路在运行中，由雷击引起的高压线路跳闸次数占50％～70％。架空输电线路雷害事故的形成通常包括四个阶段：第一，输电线路在遭受雷击时，雷电流通过杆塔接地装置泄流入地，产生雷电过电压的作用；第二，输电线路设备及其绝缘受到破坏发生闪络；第三，输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；第四，路跳闸，供电中断。要及时处理这种情况，首先就必须对雷击跳闸的形式及原因进行分析。线路雷击跳闸主要表现为两种形式：一是直击雷过电压，是由雷直接击于线路或杆塔而引起的；二是感应雷或绕击雷过电压，是指雷击线路附近地面或线路杆塔时，由于电磁感应绕过避雷线击于在导线上而引起的。无论哪种形式，如果防雷措施不良，都会造成很大危害2耐雷水平和雷击跳闸率
我国对于输电线路的防雷水平，主要是使用耐雷水平和雷击跳闸率作为标准。而线路绝缘能承受的最大直击雷电流幅值就是耐雷水平，其计算表达式为：
式中：k表示为耦合系数；β表示为分流系数；Lgt表示为杆塔等值电感；hd表示为线路对地高度。而对于雷击跳闸率的计算，则是利用以下公式：
式中：δ表示为击杆率；η表示为建弧率；Pa表示为线路绕击率。利用以上耐雷水平和雷击跳闸率公式来计算架空输电线路的耐雷水平和雷击跳闸水平，为优化设计架空输电线路防雷与接地创造条件。
3架空输电线路防雷措施
3.1架设避雷线
架空输电线路上架设避雷线是最为有效的预防输电线路遭到雷击的措施，也是较为常用的方法。避雷线具有良好的导流效果，可以使流经杆塔或者输电线路上的电流降低，避免雷电直接击到塔杆或者导线上面。一般情况下，在选择避雷线的时候，线路处于高压运行状态，避雷线的壁垒效果就会更好，而且成本也相当较低。按照相关规定，架空输电线路的电压超过110kV，就需要将避雷线与输电线路同时架设，保护角介于20°~30°之间；如果架空输电线路的电压超过了500kV，保护角达到大约15°即可。将避雷线的保护角缩小，同时杆塔的高度增加，输电线路遭到雷击的几率就会有所降低。
3.2安装线路自动重合闸装置
自动重合闸装置可以在输电线路发生故障时立即跳闸，以对输电线路实施保护，这也是架空输电线路运行的过程中防止输电线路遭到雷击的有效措施。当自动重合闸装置安装完毕后，一旦雷电到击杆塔或者输电线路，就会产生输电线路跳闸。自动重合闸装置可以使输电线路跳闸后的瞬间自动重合，使得塔杆上所安装的绝缘装置的绝缘性能得到恢复。所以，自动重合闸的安装可以将跳闸的实践缩短，以将输电线路由于雷击而导致的故障消除，确保输电线路安全供电。
3.3架空输电线路上加装耦合地线
为了降低架空输电线路的发生率，在架空输电线路上加装耦合地线也是极为有效的。具体来讲，就是在架空输电线路上容易被雷电击的位置加装耦合地线，使输电线路运行中，如果杆塔或者线路遭雷击，耦合地线就可以发挥耦合的作用将电流进行分流，以使架空输电线路的接地电阻降低。采用这种方法可以使输电线路较少受到雷击的影响，使得高架空输电线路的运行有所保障。
3.4加强线路绝缘及采用差绝缘和不平衡绝缘方式
根据调度数据，适当加强线路的绝缘配合和改善绝缘子性能，可提高线路的耐雷水平。由近几年新建线路的实践证明，在高杆塔上增加绝缘子串片数，提高绝缘子串的50%冲击闪络电压值，可以有效增强线路的耐雷水平，从而降低雷击跳闸率。差绝缘方式是指同一基杆塔上三相绝缘之间有差异，下面两相绝缘比最上面一相各多一片绝缘子。当雷击杆塔或导线时导线绝缘线被击穿，雷电流经杆塔入地，避免了两相闪络。据统计，采用差绝缘方式，架空输电线路的耐雷水平可提高24%左右。在高压线路上采用不平衡绝缘方式是指双回路的绝缘子串片数有差异，当发生雷击时，绝缘子串片数少的回路先闪络，该回路导线相当于地线，提高了绝缘子片数多的线路的耐雷水平，可降低双回路雷击同时跳闸率，从而保障了绝缘子片数多的回路线路能连续供电。
4架空输电线路接地的设计
4.1合理进行接地设计
因为架空输电线路杆塔接地情况对架空输电线路防雷击性能有一定影响。为了避免架空输电线路遭到雷击，在设计架空输电线路杆塔接地的时候，工作人员应当对设置架空输电线路的区域进行沿线雷电活动情况的调查，以掌握雷击频发地段，进而合理规划架空输电线路杆塔的设置方案。同时，工作人员还要对线路杆位的土壤电阻率进行逐级测量，获得准确的线路杆塔的土壤电阻率值，为合理设计杆塔提供依据。
4.2使用降阻剂
架空输电线路防雷与接地设计中，还要注意控制降阻剂的使用。为了使降阻剂在架空输电线路中发挥作用，在设计降阻剂应用的过程中，需要了解架空输电线路接地情况以及线路接地所要达到的目的，进而合理设计降阻剂，促使其可以适当增加分散电流范围。
4.3降低接地电阻
对于处在土壤电阻率较高地区的架空输电线路可选择放射形接地方式、连续伸长接地体方式、复合接地方式、外引接地方式、换土方式以及物理接地模式等接地装置降低杆塔的接地电阻。另外，也可采用加长接地极并使用降阻剂的方式来降低杆塔冲击接地电阻。
5结语
总之，架空输电线路这一举措可以对电力系统起到良好的影响，并针对雷击和接地提出了防范措施。所以应该对输电线路防雷与接地的设计重视起来，完善和发展我国输电线路的设计，优化电力系统的举措势在必行。针对架空输电线路遭到雷击而跳闸的原因进行研究，对架空输电线路的防雷设计和接地设计具有一定的参考意义。
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论文作者:曹立林
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
标签：线路论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 输电线论文; 雷电论文; 《云南电业》2019年6期论文;