摘要：随着我国经济的不断发展，输电线路的安全性和稳定性受到人们的极大重视。通常情况下，由于架空输电线路一般都是在室外，处于暴露的大气环境中，会遭受多种内外的干扰所影响，经常会受到雷雨天气等气象条件的直接影响。文章重点对于线路上常用的防雷措施进行了研究，正确的实施线路的防雷措施，对于线路预防雷击故障具有重要的价值。
关键词：架空线路；输电；防雷；设计
1导言
输电线路一般都是在室外，经常受到台风、雷电以及大雨等多方面的自然气象条件直接影响，从而给电力系统运行带来不稳定的影响。我们首先得寻找到高压架空线路的故障，然后全面地分析问题并且提出相应的解决方案。以下主要围绕着高空架空线路存在的故障展开简单的分析与探讨。
2输电线路雷击跳闸的危害
在日常运行过程中，架空输电线路的安全稳定运行会受到雷击的影响，雷击也会造成绝缘子和其他电力设备的损坏，电力设备的损坏和雷击造成的跳闸故障都将给供电企业带来损失。早期的输变电工程建设过程中，预防雷击主要只考虑到绝缘子的性能要求，但是在当今时代，强调的是供电可靠性和坚强智能电网，对于输变电设备的整体的防雷保护的要求，将会更加严格，差异化的防雷措施正在越来越多的运用在输变电设备上，能够有效的预防雷击对于架空输电线路的危害。在电网系统中，架空输电线路起着输送电能的关键作用，它的安全稳定运行对于整个电力能源网起着至关重要的作用。但是架空输电线路架设在空旷的户外，线路长度漫长，很多处于易于遭受雷击的山坡等恶劣地理位置，同时也有很多处于雷暴多发区域，因此，架空输电线路经常遭受雷击事件，很容易发生雷击跳闸故障，影响供电可靠性。
3雷击故障的主要类型
一种为雷直击杆塔故障，由于架空输电线路的日常运行维护的需要，在长长的线路走廊中，经常会跨越低压线路、通讯线路、公路、江河、树木等，需要将杆塔建设的尽量高一些，这样有利于日常的运行稳定性和安全性。杆塔的高度比较高，又独立的耸立在荒野上，很容易遭受到雷击现象。当雷电击中杆塔，并且瞬间击穿绝缘子时，就会造成单相接地的线路跳闸故障。
二种为雷直击导线故障，雷电绕过避雷线的屏蔽作用，击中导线，使得绝缘子发生闪络现象，引发线路跳闸故障，这种闪络故障也叫绕击闪络故障。
三种为雷击线路周边故障，雷击过程中，击中架空输电线路周边区域时，可能造成架空输电线路形成瞬时间的感应过电压，过大的感应过电压产生极大的电荷量，击穿绝缘子，造成绝缘子闪络故障。
4.1输电线路绝缘配置不到位
绝缘装置是为了避免输电线路中产生电流回流。如果绝缘装置配备不到位，甚至失去效用，容易发生跳闸现象。绝缘装置一般使用周期较长，老化现象较严重，一旦遭受雷击，会造成非常严重的电力事故，且修复周期较长，造成的损失较大。
4.2输电线路中防雷装置不达标
高压输电线路建设中，需提前设计好防雷装置的安装。但是，实际建设中容易忽略杆塔保护角，增大了雷击概率，所以设计时要保证杆塔保护角符合标准，增强高压输电线路的防雷能力。避雷针不适用于输电线路的架设。
4.3杆塔接地工作不完善
经研究发现，多数雷击事故的发生都是由于雷电直接击中线路或者击中输电线路附近的空旷地带，造成了过电压现象。发生过电压事故的原因和杆塔接地装置直接相关。杆塔接地的阻值如果高于标准值，就会直接降低输电线路的耐雷水平。杆塔高度也会影响输电线路的防雷能力，杆塔高度越高，引雷面积就越大，输电线路的防雷能力就越弱，且反击概率也越高，更容易跳闸。
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5架空输电线路的防雷设计
5.1减小避雷线的保护角
避雷线可以对绝缘子起到很好的保护作用，减小避雷线的保护角可以使线路预防雷击的效果更加显著，在相同条件下，避雷线的保护角越小，架空输电线路的耐雷水平越高。降低避雷线的保护角，可以大大地降低输电线路的雷击绕击率，从而很好的预防雷击故障。减小避雷线的保护角的工作，需要在线路杆塔设计阶段完成，已经建成投运的杆塔，不适宜进行保护角大小的调整。
5.2优化防雷设计
进行防雷接地的设计中，通常看到使用的避雷设备是避雷针、避雷带、架空地线以及避雷器等，属于雷电接收装置，主要是直接或间接接收雷电。如果雷电接收装置功能能够被运用恰当，就可以发挥出其主要的防雷性能，将雷电吸引接收并使雷电流导入大地，对线路中的地线（避雷线）分流也能实现，提高整体的安全性能，习惯不一样的电压环境。通常输电线路110kV及以上电压等级线路设计按双避雷线进行建构，110kV以下电压等级的线路就可以运用单避雷线设计，以此要全面发挥出其线路的防雷接地的重大作用。进行避雷设计中，运用的电阻避雷器通常属于非线形，以此实现避雷器和塔杆的相互关联，防止线路过于太热的情况发生，就需要让工作人员对这项工作的重视，必须保证避雷器的优化，提高线路对雷雨灾害的抵御技能。
5.3架设避雷线
经调查研究发现，在平原地区架设避雷线效果显著。
避雷线和避雷针的原理是相同的，都是把雷电通过导线引入地下的避雷网，以减少其对输电线路的危害。避雷线在雷电高发的山地、丘陵地区避雷效果不佳。山地不仅是多雷区也是易绕击区。多山地区易出现绕击失效和侧击失效的现象。为减少绕击，需减少保护角。对于已建成的输电铁塔，已无法改变其保护角。对于正在建设或者准备建设的输电铁塔，可合理设计保护角，一般不宜超过20°，最大不能超过30°。架设耦合地线防雷效果显著。耦合地线可有效降低输电线路的反击跳闸率。对于超高电压输电线路，需降低杆塔的接地电阻，以加强避雷效果，但是实际操作中较难实现。通过增强避雷线和导线的耦合作用，可降低绝缘子串的过电压，也可降低输电线路反击跳闸率，提高输电线路的防雷、耐雷水平。
5.4安装线路氧化锌避雷器
氧化锌避雷器，可以抑制雷电过电压引起的内部过电压，也可以抑制操作过电压引起的内部过电压。氧化锌避雷器可以减小雷击架空输电线路放电时的最大值，从而起到保护输电线路的目的。氧化锌具有非线性的伏安特性，在架空输电线路正常运行时，流过氧化锌避雷器的电流极小，不会影响线路的正常运行。但是当出现过电压，比如雷电压时，氧化锌避雷器的电阻会产生一种急剧的降低，从而起到疏导雷电流的作用，保护架空输电线路不受雷击的伤害，同时，在雷击过后，氧化锌避雷器又恢复到正常的运行状态。
5.5进行有效的防雷抗冰设计
多变的气候环境对高压输电线路有重大影响，所以要保证高压输电线路的安全设计，增强防雷抗冰的工作。首先相关电气设计人员要对每个地区的气候以及地形特点适当选择出导线。需要保障导线的机械强度，在雷雨冰雹这种恶劣天气中运行有较好的状态，降低短路等运行事故的发生。其次线路设计中，只要改变绝缘子串长度，必须重新进行风偏验算，防止改造后引发风偏；110kV以下电压等级应以加大盘径绝缘子为主，220kV及以上线路的双串绝缘子配置应尽量采用“V型”或“倒V型”配置。
结束语
综上所述，雷电是一种自然现象不能阻止，只能通过人为方法减少雷电对输电线路的影响。在实际的线路杆塔设计、运行、改造过程中，应该根据实际情况，具体问题具体分析，探求和实施一个最优的防雷方案。同时在架空输电线路运维过程中，充分利用雷电定位系统等新技术、新方法，进行雷击故障点的辅助查找，将可以起到事半功倍的效果。
参考文献：
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[3]杨睿.高压输电线路电气设计的问题及改进方法探讨[J].科技创新与应用，2017（25）：95-96.
论文作者:付红安
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
标签：线路论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 过电压论文; 防雷论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2019年第12期论文;