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摘要：500kV高压输电线路覆盖网络较为广泛，其中多数架设在山岭或者平原这些远离人群聚集地的区域，历经各种各样的气候变化和温湿度，其复杂的地形、地势使得500kV的输电线路极容易受到雷电的影响，从而导致闪络放电，引发跳闸事故。因此，需要采取科学有效的措施开展防范工作。基于此，本文对导致500kV输电线路雷击跳闸的原因进行分析，在此基础上提出一些防范措施，在实际应用这些措施时要根据实际情况选取多种措施进行综合防雷，以提升防雷效果。
关键词：500kV输电线路；雷击；跳闸原因；防范措施
1500kV输电线路雷击跳闸原因分析
1.1塔杆位置设置
500kV高压输电线路所经过区域的地质、地形和气候条件非常的复杂。对大量的现实事故数据研究发现，山区发生雷击跳闸事故率是平原的四倍左右，因此山区位置的防雷工作是整个输电防雷工作重点。对500kV的高压输电线路造成运行安全危害的雷击主要是直击雷。此外部分地区塔架建设在含有丰富金属矿物的位置，这类地形极易将雷云与大地进行连接起来。再加上铁塔和导线是极佳的导体，输电线路由于具有电荷，拥有吸雷的效果，比其他物体更易遭到雷击。
1.2杆塔接地电阻设置
按照相关建设与设计规范中规定的500kV线路上的典型酒杯型的杆塔尺寸和绝缘子的50%雷电冲击绝缘水平，进行试验，检验电阻对杆塔遭雷击的概率的影响，数据显示杆塔接地电阻增加，则线路遭到雷击的概率增加。这是因为在实际的应用中，耐雷水平与线路中的电阻、导线避雷线耦合系数、导线地线耦合系数、分流系数、冲击接地电阻、杆塔电感、高度等有数学关系，经数学函数分析得出，随着输电线路接地电阻的增大，线路耐雷水平呈下降趋势。要提高线路的耐雷水平就必须降低杆塔的电阻，但是实际工作中杆塔所在地区的土壤不能进行选择和控制，所以影响了电阻控制，如果电阻值偏大则会导致500kV线路容易出现雷击跳闸故障。
1.3塔杆自身绝缘效果问题
塔杆的绝缘能力对于雷击跳闸也存在一定的影响。跟据有关统计数据分析可知，输电线路上安装的垂串绝缘子增加数量，会使雷击跳闸事故出现的概率明显减低。现实中的输电线路在运行过程中，平原出现的雷击闪络大多出现在合成绝缘子串使用位置，如果合成绝缘子串存在问题，极易造成雷击跳闸。虽然可以提高抗污染能力，但是其防雷能力却下降。
1.4避雷线保护角度设置问题
避雷线与导线的保护角度，即避雷线和外侧导线的连接线以及避雷线与对面垂直线的夹角，增加或者减小都会影响避雷效果。跳闸率与保护角度的大小成正比关系，增加则容易被绕击，减小则可以降低，保护角降低到一定的程度才能获得屏蔽效果。从实践的经验看，直线杆塔的雷击跳闸的概率与保护角度有关。数据统计显示，保护角度降低可以大幅度降低雷击概率，如15°与13°相比，13°保护角遭到雷击的次数仅为15°的1/6，可见避雷线保护角度设置很重要。
2高压架空输电线路防雷的基本原则和方法
高压输电网络与居民用电息息相关，在线路防雷中应将经济措施与技术措施充分结合，以便达到降低雷击事故出现的概率，在考虑线路可靠性的基础上兼顾经济性。为此，可在防雷方案中多设置几个防线来增加防雷效果，进而提升线路安全等级。
2.1尽量避免雷击杆塔或避雷线发生闪络问题
为此需提高线路的耐雷水平或线路的绝缘水平。最经济实用的办法是降低杆塔接地电阻来提高线路的耐雷水平，在山区当降低接地电阻很困难时，可采用可控放电避雷针，加装耦合地线、在地线上加装侧向避雷针，或适当加强绝缘。采用可控放电避雷针时由于绕击率很低，而且主放电电流很小（平均为7kA），一般线路杆塔的耐雷水平都大于此值，所以它能大大降低线路的雷击跳闸率，提高线路的安全运行水平。
2.2绝缘闪络问题发生后尽可能降低冲击闪络变化为电弧放电的概率
一旦线路中出现闪络问题，冲击闪络将转化为稳定的电弧，这各过程将导致跳闸事故的出现。实际的防雷工作中，为了降低这种事故发生的概率，需要采取有效的方法来降低该事故发生的可能。常用的方法是减少绝缘层上的电厂强度，另外可以电网中性线不接地的方法，虽然这种方法能有效抑制电弧的发生，但可能会影响到线路参数值或系统的运行方式，故在采用该方式时需要慎重考虑，避免不必要的危险发生。
2.3保护导线不受或少受雷直击
为此可采用避雷线、可控放电避雷针、消雷器及侧向避雷针。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前采用避雷线仍然是架空输电线路防雷的首选措施，这是被长期工程实践所证实了的行之有效的防雷方法，当然在某些线段由于特殊的地理环境造成绕击率偏高，或是由于接地电阻降不下来造成雷击跳闸率偏高时，为提高线路的安全运行水平可采用可控放电避雷针及在地线上加装侧向避雷针。
2.4采取连续供电方式
在高压输电线路防雷措施中，若无法建立四道防线，为了增加供电可靠性、减低雷击危害发生的概率，可利用重合闸技术、双供电线路等措施来加强输电网络耐压水平，尽可能的增加供电安全性，避免多种停电事故的发生。
3500kV高压线路雷击跳闸防范措施研究
3.1减小避雷线的保护角度
对雷击跳闸加以控制应该首先对导线避雷措施上加以选择措施，避雷线是应用极为广泛的方式，避雷线能够完成对线路进行耦合、分流和屏蔽。可以有效地防止雷电直接对线路的击中，可以起到很好的防雷作用。此外避雷线可以降低流经输电线的雷电电流，来减少杆塔顶端和大地间的相位差，以此来对雷击跳闸加以避免。在实际使用过程中要对其角度进行调整，要根据实际塔杆形式来对防雷侧针安装方式进行选取，对避雷线角度加以控制，是角度尽可能的小于3°。
3.2有效降低杆塔的接地电阻
还可以通过降低接地电阻来减少500kV高压线路上的雷电干扰，从前面的分析可以发现，接地电阻的控制应依据地区差异和土壤性质，因此可以采用多种措施。如：基础面积小且接地集中的地区应采用降阻剂对接地电阻进行控制，减小其电阻，提高防雷效果；也可利用爆破接地技术，主要是使表层的土壤松动，然后利用压力设备将电阻低的材料植入裂缝中，降低土壤的电阻；还可以增加水平方向上的接地电阻，延长长度。水平接地电阻与电感效应有正比关系，水平接地电阻长度增加，电阻率也随之增加，增加到一定长度后，电阻的冲击系数会进入一个相对稳定的区间。另外，架设耦合地线也可以增加防雷效果，当接地电阻不能降低雷电流时可采用此方法。耦合地线就是在输电线路的周围或者下方增加耦合地线装置，作为分流雷电流的通路。同时可以降低反击电压之间的分量以及绝缘子两端的感应电压，可以有效地避免雷击跳闸事故。
3.3进行自动重合闸的设置
输电网络在进行供电过程中出现自动跳闸的目的是保护电网的安全，跳闸之后故障一般会得到解决。因此在受到雷击后出现跳闸事故，可以有效地保护线路，消除放电故障。所以进行自动重合闸的安装可以快速的进行电力恢复，将其与供电系统相结合，可以提高配电运行的安全性和可靠性，还可以快速恢复供电。
3.4采用不平衡绝缘的方法
在现代的高压输电线路上，在一根杆上架设多条线路的情况不断增多，这样做的目的是为了防止雷击，避免雷击带来的损失，在此基础之上，可以采用不平衡绝缘的方式来降低路线遭雷击而跳闸的频率，保障输电线路的供电，满足企业发展的需要，不平衡绝缘就是为了使得杆塔上的多条路线之间的绝缘体数量产生差异，减少雷击时输电线路中绝缘体之间的闪络，从而提高了线路的防雷效果，保障输电线路能够持续供电。
3.5安装避雷装置
避雷针和避雷器是常见的避雷装置，避雷器是可以更好的串联线路绝缘子，以此提高500kV高压线路防雷电绕击、反击的效果，可以保证雷电不直接袭击线路上设置的绝缘子。通常情况选择雷电袭击概率较高的杆塔作为避雷器的安装地点，即针对性选择雷电气候频发的地段安装避雷器，同时也应根据输电线路被雷电击中的概率决定避雷器安装的数量。安装避雷器可以降低线路雷击跳闸的概率，也可提高500kV输电线路的防雷能力。
3.6选取合理的输电线路路径
雷击现象的出现，就有其必然存在的原因，所以产生了很多雷击区，在选择输电线路的路径时尽量避免经过雷击区，就会减少很多的雷击危害。容易造成雷击危害的雷击区主要有：地下水位高易导电或是地下含有易导电矿物质的区域；在一些地质形貌发生变化如山坡与平原的交接区域、断层带等地区土质的电阻率也会发生骤变，形成电阻率变低的区域；在山口峡谷地带的顺风区或山区的多风地带等雷暴走廊区；如一些被水库、水塘、河流、湖泊以及树林等包围的湿润盆地；山丘顶部或植被长势良好的向阳区等。
4结语
500kV高压输电线路有较高的危险性，其多数安装在人烟稀少的野外，所以极易遭受雷电袭击。要根据当地实际情况开展有效的防雷，选择合适的防雷措施，降低雷击跳闸事故发生的几率，使输电线路可以安全稳定的运行。
参考文献：
[1]架空输电线路防雷措施分析[J].谢群.科技与企业.2013（23）
[2]负保护角500kV输电线路雷电绕击分析[J].庄跃龙.泉州师范学院学报.2014（02）
论文作者:杨武,郑楠,范胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/16
标签：线路论文; 避雷线论文; 防雷论文; 电阻论文; 杆塔论文; 雷电论文; 概率论文; 《电力设备》2018年第15期论文;