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摘要：雷电现象可以产生剧烈热电和磁场效应及强大的机械破坏力， 而广泛应用于电力调度运行系统中集成度较高的电子设备所在的输电线路被雷击后， 电子设备由于反应非常敏锐将生成超负荷的电压磁波， 而其以线路网为依托将直接传输至变电站，使其介电强度缩减，感应电子器件被破坏，误使输电设备保护系统强迫输电设备跳闸， 已成为导致输电线路故障最主要的自然原因， 所以对输电线路采取防雷技术和策略具有重要的现实意义。本文阐述输电线路容易被雷击的主要因素以及差异化防雷技术的应用。
关键词：输电线路；差异化；防雷技术；策略；
虽然我国电力电网发展迅速,但相应的电力技术并没有得到很大的提高,输电线路的防御一直是我国电网防雷体系中的一个薄弱环节。其中由于输电线路原因造成的雷击事故次数约占50%-70%。随着我国电网技术的发展,输电线路防雷技术的缺陷问题日益突出。针对该现状,必须采取适当措施来减少因输电线路因素而造成的影响。
一、输电线防雷影响因素
1.杆塔高度。随着杆塔的增高，绕击数也会增加，地面屏蔽减弱，从而使绕击区增大，这样更多的雷就容易击中输电线。所以从减小绕击区的角度来讲，我们应该降低杆塔高度。
2.地形的影响。雷电事故发生与地形因素也有很大关系，山区线路绕击率更高，因此也更容易发生雷击事故。
3.接地电阻。接地电阻实际上是电流由大地某一点流向另一点的电阻值，接地电阻的高低会直接影响防雷的效果和整个系统防雷的作用。
4.边导线与地线的保护角。我们从地线向边导线作连线，该连线与从地线垂直向下的垂线之间的夹角就叫边导线与地线的保护角。保护角实际就是代表地线的屏蔽作用，绕击区随保护角的增大而增大。因此，一般要求边导线与底线保护角小于20°
二、输电线路差异化防雷技术分析
输电线路差异化防雷技术的应用需要经过详细的分析和探讨，才能最终确定安装方案。输电线路差异化防雷技术分析如下。
1.输电线路参数统计。进行输电线路参数分析主要从两方面进行分析。线路走廊雷电参数统计。应用雷电监测系统对雷电进行监测过程中获取的雷电资料，并将线路走廊划分为网格形式，从而进行地面闪电密度、雷电流幅值积累概率分布等分析，掌握线路走廊在不同时间、不同区域雷电活动情况。线路特征参数统计。根据不同地区杆塔的结构、走廊地形条件、线路组成情等相关方面的信息进行分析，从而确定线路运行特征。
2.输电线路雷击闪络风险评估。输电线路雷击闪络风险评估是输电线路安装差异输防雷措施的关键因素之一，有效地评估输闪络风险，才能更加准确的评估输电线路耐雷击程度。进行输电线路雷击闪络风险评估主要对输电线设计、特点、杆塔结构等方面进行考虑，对每个基杆塔的耐雷性能进进行评估。另外，对当地雷电活动情况进行评估也是必要的，通过杆塔所在区域的雷电活动特征、频繁程度、地形、绝缘配置等，对雷击程度进行评估，将每个基杆塔耐雷性能评估结果和雷击程度评估结果结合在一起，最终确定输电线路雷击闪络风险评估。
三、输电线路差异化防雷策略
1.根据电压等级的不同架设避雷线。在输电线路防雷的工作中，如果想要选择合理有效的防雷措施，需要与当地雷电活动的强弱、土壤中电阻率的大小以及地形特征等方面相结合，同时还需要根据线路的负荷性质、电压等级以及系统运行的方式，再对经济技术进行比较等方面进行选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一是35kV电压及以下的线路并不适合全线装配避雷线，一般只是在变电站进线的位置装置1-2 千米的避雷线即可，同时需要在雷电比较活跃的区域装置避雷线或者是装置一些与避雷器有关的设备。二是110kV电压的线路需要全线装配避雷线，当位于山区中的需要选择双避雷线，同时针对雷电活动比较弱的地区，可以不进行避雷线的装置。三是220kV 电压及以上的线路需要全线装配避雷线，并且需要选择双避雷线。针对输电线路装配的避雷线，应该重视杆塔上的避雷线对边导线的保护角，保护角通常为20度-30度，同时需要做好杆塔的接地处理。根据不同杆塔基础土壤的电阻率，装置相应要求的工频接地电阻材料。
2.降低杆塔接地电阻。规程规定土壤电阻率在100-300Ωm的地区，除自然接地外，还应设人工接地装置。在土壤电阻率在300-2000Ωm的地区，一般采用水平敷设的接地装置。在土壤电阻率大于2000Ωm的地区，采用放射形接地体或连续伸长接地体。在高土壤电阻率地区，如在铁塔基础附近有土壤电阻率较低的地带，可部分采用引外接地与放射形接地装置相结合的方式。此外，还可以采用接地电阻降阻剂、爆破接地技术、多支外引式接地装置以及伸长水平接地体等方式来降低杆塔接地电阻，其中使用降阻剂是相对常用而且有效的方法。在降低高土壤电阻率地区接地电阻时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，综合分析，采用合适的方法来降低杆塔接地电阻。
3.采用不对称绝缘。现代输电线线路中为了减少输电线占用的土地资源，越来越多的使用了同塔双回输电线的架设方式。对于此类输电线，可以使用不对称绝缘的方式来提高雷击情况下的供电可靠性。不对称绝缘是指同电压等级的两回输电线路的绝缘子串数不相同，在雷击情况下绝缘子串片数少的一回输电线路先闪络。闪络后，该回导线接地，相当于地线并与另一回未闪络的输电线耦合，进而提高其耐雷水平，保证供电的可靠性。
4.安装线路型避雷器。避雷线并不能使绕击率降为零，并且在特别大的雷电过电压情况下，反击发生的概率也非常大，在线路上安装管型避雷器能很好地免除线路绝缘冲击闪络，并能使建弧率减为零，从根本上降低雷击跳闸率。当雷击避雷线或导线时，沿线的避雷器动作，将雷电流通过导线传播到相邻的铁塔上，在雷电流通过避雷线和导线时，由于耦合作用提高了导线电位，减小了导线和塔顶之间的电位差。
5.采用自动重合闸装置。一般的雷电冲击闪络不会产生永久性的绝缘损伤，空气具有自恢复的功能，在闪络发生后很快就会自动恢复为绝缘介质，因此，使用自动重合闸对供电可靠性和及时恢复供电有极大大的帮助。在我国，110kV及以上的高压线路重合闸成功率达一般在75%-95%之间，35kV及以下的线路成功率一般在50%-80%之间。由于雷击闪络一般为单相闪络，故一般采用单相的自动重合闸装置即可
6.优化线路差异化防雷设计。传统的输电线路设计防雷装置比较简单，在防雷上缺乏有效性和全面性。应用差异化防雷装置能够有效地避免传统防雷装置存在的弊端，因为差异化防雷装置在设计过程中是对输电线路各种影响因素、地形、输电线路特点等进行综合的分析和考虑，设计合理的差异化防雷装置。按照优化的差异化防雷设计进行安装后，能够有效地防止杆塔上的输电线路被雷击。
做好电力输电线路的防雷设计, 不仅能够提高线路本身供电的可靠性, 还能确保发电厂、变电所的安全运行。提高线路防雷水平,减少雷击跳闸,防止电力设备受雷击而损坏,对电力系统的可靠、稳定供电有重要的意义。因此,对电力输电线路的防雷设计措施进行探讨,确保线路防雷水平的提升对电力系统而言是必不可少的。
参考文献
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[3]张翠霞,葛栋,殷禹.直流输电系统的防雷保护[J].高电压技术,2014,10(11):2070一2074.
论文作者:刘建刚,许书平,成国兴
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/19
标签：线路论文; 防雷论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 雷电论文; 输电线论文; 电阻率论文; 《电力设备》2016年第6期论文;