摘要：雷电是一种强烈的大气物理现象，一次雷电过程可对地面释放多次数百兆焦耳能量。自古以来，雷电对地面闪击是重大的自然灾害源之一。[1]高压配电线路因为材质多是金属而且位置高比较容易遭到雷击，且一条高压线路覆盖输电的网络面积大，雷击给该片用电造成巨大的经济损失和生活不便。
关键词：防雷；高压输电；问题
前言
高压输电线路的防雷技术需要解决很多潜在的问题，是一项对技术要求严格的复杂工程，对于输电线路防雷设计要求十分精准，精确地防雷设计可以减少高压输电线路出现故障的频率，有效的避免很多问题的发生。我国电力系统有关高压输电线路的防雷设计要把握正确的方向，吸取国内外各种先进经验，不仅要加强理论的研究还要对新技术进行探究，努力开发研制各种新型技术手段，大力提高我国电力系统设备的质量，也有助于我国电力事业的安全系统的完善，使雷电不再成为高压输电线路行业的绊脚石。
一、雷击问题分析
由于我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），所以雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿行于平原、山区、跨越江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，雷电活动分布具有较大差异，所以输电线路遭受雷击的机会较多。据统计，我国电力系统各类事故、障碍中，输、配电线路的雷害事故占有很大的比例。由于输电线路对于保障电网的安全运行具有十分重要的地位，如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。输电线路雷击闪络是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，这种过电压也称为大气过电压，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道，从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷，因此雷击和接地装置的优劣性有直接的关系。输电线路感应雷过电压最大可达到 400k V 左右，它对 35k V 及以下线路绝缘威胁很大，但对于 110k V 及以上线路绝缘威胁很小，110k V 及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。直击雷又分为反击和绕击，都严重危害线路安全运行。在采取各种防雷措施之前，应该对雷击性质进行有效分析，准确分析每次线路故障的闪络类型，采用针对性强的防雷措施，才能达到很好的防雷效果。
1.1雷电过压分析
根据雷电过电压形成的物理机理，雷电过电压可以分为两种：①直击雷过电压，即雷电直接击中杆塔、避雷线或者导线所引起的线路过电压；感应雷过电压，即雷电击中线路附近的大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。实际运行经验表明，在 110k V 及以上电压等级线路中直击雷过电压对其造成的危害最大，感应雷过电压只对 35 k V 及以下线路产生威胁。
1.2雷击线路分析
按照雷击线路的部位不同，直击雷过电压又可分为两种情况：①雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使得该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过绝缘子的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，由于杆塔或避雷线的电位（绝对值）高于导线，因此称之为反击；②雷电直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效）击中导线，直接在导线上引起过电压，这种形式的雷击通常称为绕击。雷击线路可分为雷击杆塔顶部、雷击避雷线及雷电绕击导线等三种情况。当雷击杆塔顶部时，杆塔对雷电流的分流系数高达0.8～0.9，绝缘子串所承受的雷电反击过电压最强，最容易造成绝缘子串闪络；当雷击避雷线时，雷电流一分为二向杆塔两侧分流，作用于绝缘子串的雷电反击过电压将大幅度降低，在杆塔接地电阻满足设计要求的情况下，一般不会造成绝缘子串闪络；但当雷电绕击导线时，由于线路波阻抗较大，形成的电位差将引起绝缘子串闪络。
二、高压电网防雷措施
2.1减低杆塔的接地阻电值
这种方法是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻值的高低是影响杆顶电位高低的关键性因素。接地电阻越小，雷击时杆顶电位就越低，对线路造成的过电压也就越小，从而使线路的耐雷水平得到提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高压输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高高压输电线路耐雷水平的基础，是最有效的手段。对于土壤电阻率较高地区的线路，则应跳出原有设计参数的限制。特别是要强化降阻手段的应用，如增加埋设深度，延长接地极的使用，就近增加垂直接地极的运用。对于运行中的线路因根据相应的规程要求，每年对全线杆塔基础接地电阻测量一次，并于历史数据进行比对，对接地电阻超规或相对于历史数据其接地电阻上升较快的杆塔，采取加降阻剂、挖深接地坑道等改善接地土壤率的办法将接地电阻降低到规程规定的范围内。
2.2提高线路耐雷水平加强线路绝缘
绝缘性能的好坏将直接影响到线路的绝缘水平。线路运行部门应加强对绝缘子的全过程管理，加大对绝缘子的检测力度，严把质量验收关，防止劣质绝缘子装入线路运行。对于已经进网运行的绝缘子，应严格按照《架空送电线路运行规程》的规定，定期对零值、低值绝缘子进行检测，对不合格的应及时更换，并掌握好绝缘子的劣化程度，确保线路始终满足运行规程的要求。此外，对于个别特殊地段和落雷频繁地区，可采取一些有针对性的措施，比如：有条件的换一些绝缘线，悬垂段多加一片悬垂以提高其耐雷水平。
2.3装设避雷设备
避雷线就是我们平时所说的架空地线。主要对导线进行屏蔽，用来分流雷电流，避免雷电直击导线。避雷线架设在导线上方，对于 110k V 及以上电压等级线路应沿全线路架设，保护整条线路免遭雷击。因此在送电线路上常把它设计为防雷的主保护。35KV 线路一般不沿全线架设，但应在变电所进出线 1~2km 内架设架空地线。架设架空地线和降低杆塔的接地电阻值，能有效地把直击杆塔顶较大的雷电流最大程度地导入大地，从而能更有效的减少因线路发生闪络引起接地跳闸等事故的发生。避雷针的实际做不不适用来避雷其实是用来引雷使被保护物免受雷直击。可在杆顶加装避雷针。雷云放电时，避雷针的针尖将聚集很多感应电荷，雷电流将沿着放电通道对避雷针进行主放电，并迅速导入大地，保护送电线路不至于发生闪络。对那些雷电波活动特别频繁并且接地电阻值达不到要求的线路，应加装线路避雷器。现在正被大量推广使用，其实质是一个非线性电阻，遭受电压越高时其电阻值越小。它和绝缘子并联装在杆塔上，当雷击杆塔或避雷线时，其绝缘间隙迅速放电，形成一个泄流通道，从而保护了绝缘子不再闪络，避免了线路接地跳闸引起停电。
2.4线路自动重合闸装置
输电线路遭受雷击一般都是瞬间接地故障，大多数都能够通过自动重合闸装置重合闸成功。因此，装设线路自动重合装置，减少停电时间和停电范围，提高供电可靠性大有裨益。
三、高压电网雷击案例分析
2010年月26日晚19点37分，某地区的电网的开关站受到强烈的雷电活动影响，为该县城供电的 10kV 线路在25号杆开关处雷击断线。由于网架结构等原因，10 kV线路所带负荷无法转移，造成该线所带用户停电约半个小时，极大影响了10 kV配电网的供电可靠性和电网安全。该10 kV 配电线路为当地供电所的一条重要配电线路，所经路段全部是其县城的繁华区段，接线方式为放射式。该线路从开关站出线，从 1号直线杆到36 号耐张杆与一条 10 kV 配电线路同杆双回架设，从 37号杆到 115号杆与另一条10 kV立交线同杆双回架设。该线采用JKLGYJ-120导线，总长度为 6 850 m，共 115 基杆，平均挡距约 60 m，跨距较大。除 1-6号杆高为10 m 外，其余杆高均为 15m，其中耐张杆 4 基，转角杆5基，钢杆4基，直线杆102 基。该线全部采用普通铁横担，25 号杆装有柱上真空开关1台，金属氧化物避雷器2只。
通过分析，被雷击的25号杆，高15米，过压电压为576kv，而采用的电线绝缘U50% 比较小。总体而言，该线路的设计不符合前文3.1-3.4的防雷措施，导致防雷措施不起效用。
参考文献：
[1] 关象石.国际和国家防雷技术标准简介[J].中国标准化.1997（12）
[2] 李智远.现代防雷技术新发展[J].才智.2011（18）
[3] 孔豫豫.浅析矿区高压供电线路的防雷技术[J].科技致富向导.2012（23）
论文作者:邱文标
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/9
标签：线路论文; 过电压论文; 杆塔论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 避雷线论文; 导线论文; 《基层建设》2017年第19期论文;