摘要：架空输电线路大多较长，且沿线经过山岭、丘陵、跨越河流、湖泊，在雷电活动频繁地区，遭受雷击的机率较高。雷击架空输电线路引起跳闸是最常见的雷害事故，不但影响电力系统的正常供电，增加线路及开关的维护工作，而且由于输电线路上落雷，雷电波会沿线路侵入变电站，若变电站设备保护措施不完善或失灵，往往会损坏站内设备的绝缘，造成重大损失。基于此，本文对架空输电线路的防雷设计进行研究，以供参考。
关键词：架空；线路；防雷设计；措施
输电工程是电力系统的基础工程，输电工程的安全生产直接关系到人们的日常工作与生活，因此，解决输电线路中雷击跳闸的工作成了输电线路工程的重中之重。输电线路的雷击跳闸是影响电力系统稳定运转的重要因素，雷击跳闸会严重影响配电系统的运行，造成安全事故。
1架空线路存在的故障
1.1雷电绕击闪络
输电线路一般均架设避雷线以保护导线免遭雷击，但并非绝对有效，仍存在雷电绕过避雷线击中导线的情况。由于雷电直接击中导线，导线上的雷击过电压值很高，当过电压值超过线路绝缘的耐受电压水平，则会发生冲击闪络，引起跳闸，这种闪络称为雷电绕击闪络。从线路遭受雷击的情况看，虽然绕击的概率很低，但由于导线上的雷击过电压值很高，所以因绕击发生的跳闸事故占雷击跳闸事故的比例超过60%。
1.2杆塔问题
还有一种自然因素导致的问题是杆塔问题，设计师在创建高压架空线路的过程当中，就应该考虑到其抗风性能，在山区以及丘陵地带，所需要的抗风能力应达到10级台风的级别。但是有许多不法商家在此过程当中偷工减料，降低了他们的生产成本，从而埋下了一定的安全隐患。为此，我们应该督促相关的监管部门加大监管力度，以及制定详细的监管准则，从而避免杆塔抗风能力差以及杆塔倒塌等问题的出现。
1.3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。
2具体防雷措施
2.1架设避雷线
架设避雷线是输电线路最基本、最有效的防雷措施。架设避雷线主要是避免雷电直接击打在导线上，降低雷击事故发生率，同时还具有减少雷电反击闪络发生的作用，具体原理为：（1）分流减小流经杆塔的雷电流，降低塔顶电位；（2）使导线产生藕合电压，减小线路绝缘子串两侧的电位差。不同电压等级的输电线路，对避雷线配置的要求有所不同。设计规范规定，110kV输电线路宜沿全线架设地线，220kV～330kV输电线路应沿全线架设地线，500kV～750kV输电线路应沿全线架设双地线。同时，为了提高避雷线的屏蔽效果，减少雷电绕过避雷线击中导线的发生率,杆塔上避雷线对导线的保护角应满足设计规范7.0.14条的规定。
2.2改善接地装置
在110kV架空输电线路的维护方面，首先应该改良接地装置。因为改良接地装置后，可以有效地降低线路杆塔的雷击跳闸概率，理论上可以降低20%～30%的雷击跳闸概率。如果原来的线路杆塔接地装置较差，改良后甚至可以降低50%的雷击跳闸概率。在具体的改善接地装置方面，可以使用降低接地杆塔电阻的方式，具体方法为深埋接地极，填充低阻物质等。在对水泥型杆塔线路布设地极时，要从杆塔的3～5m处开始布设。对铁塔线路进行布设垂直地极时，要从5～8m处进行布设。
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2.3绝缘材质
雷击对高压架空输电系统造成的影响，我们可以采用绝缘体来改善。建造杆塔以及相关的输电系统设备，可以有效地降低架空线路受到自然灾害的影响。但由于高压架空线路，非同寻常一般的输电系统。它的杆塔支架线路一般都较为高大。故此受到雷击影响的概率更大，所以我们为了有效地节约能源以及降低杆塔所受雷击的概率，在其顶部一些与输电线相链接的地方进行绝缘，比如采用绝缘物质进行绝缘。
2.4正确选择高压输电线路的避雷器
第一点，在进行相关工作之前，应该先对安装避雷器杆塔的遭受雷击情况有一定的了解，如果该杆塔遭受了较多次数的雷击，那么应该在杆塔的三相上面都安装避雷器，并且该杆塔附近的杆塔也应该安装避雷器。再者，如果是雷击绕机的次数比较多的话，就应该在杆塔的侧面对其进行安装避雷器。遇到不同的状况就对其进行相应的安装措施，才能有着良好的避雷效果。第二点，在选购避雷器的过程中，应该较多地选择包含间隙的避雷器，因为使用包含间隙的避雷器的周期越长，它的效果也会越来越好，与此同时也要对避雷器的增水性能进行严格的检查。
2.5 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。
2.6降低杆塔接地电阻
杆塔接地电阻直接影响塔顶电位，通过降低杆塔接地电阻可以提高输电线路的耐雷水平，减少雷电反击闪络的概率。另外，降低杆塔接地电阻还可以提高线路避雷器的泄流速度，有效发挥线路避雷器的防雷作用。可以说，“防雷在于接地”，降低杆塔接地电阻是输电线路防雷的重要措施，是防雷工作的重点。传统的杆塔接地方案大多是采用水平敷设热镀锌圆钢或结合垂直接地角钢的方式，对于土壤电阻率高的杆塔位通过换土、使用化学降阻剂降低接地电阻值。但化学降阻剂容易腐蚀接地网、污染环境、降阻稳定性差，已被很多供电部门明文禁止使用。近年开发的非金属接地模块和石墨基柔性接地体等新型接地材料具有抗腐蚀、免维护、施工简单快捷、降阻稳定性好、效果显著等特点，已逐步获得推广运用。
结束语
许许多多的电子产品步入了人们的眼帘。但是电子产品终究离不开电力系统，所以电力系统是我们日常生活中不可或缺的一部分。高压架空线路是电力运输系统中最为重要的一部分，但是由于恶劣的环境因素产生各种高压架空输电系统的问题，从而我们就会受到一些电力系统的困扰。因此，针对已出现的故障应进行及时的检修处理，只有如此才能有效地确保高压架空线路的正常使用。
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论文作者:王胜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：杆塔论文; 线路论文; 避雷线论文; 防雷论文; 避雷器论文; 雷电论文; 导线论文; 《电力设备》2019年第9期论文;