摘要：本文以输电线路防雷电技术概况，输电线雷击概率预测和输电线路防雷接地设计。
关键词：雷电天气；输电线路；失效概率影
引言
输电线路承担着电力输送的任务，是电力系统的的重要俎成部分。然而，输电线路长度长，运行环境复杂，通常需穿越各种地形，包括雷电频繁区域，容易遭受雷击发生停电事故，影响电网可靠性。输电线路遭受雷击是电网停电事故的主要原因之一，研究输电线路雷击对电网可靠性的影响，对减少输电线路雷击事故具有重要意义。
1输电线路防雷电技术概况
输电线路防雷技术的应用，目的是降低雷电灾害对供电网的影响，提高供电网的可靠性，保证电网能够正常运行。配电网防雷技术的原理是，采用金属标杆接地系统，将电网中雷电通过金属杆导入导地面，并且将电能较为均匀的分散，达到防雷电的目的。输电线路的防雷应该是建立在原有防雷技术的基础之上，根据输电线路地区的地形气候来制定最终的防雷设计方案，将雷电的危害降低到最小，做到具体问题具体分析，不能将其他地方防雷成功的技术照搬照套，直接应用。每个地方的条件各不相同，要结合当地实际，对现有的防雷电技术参考，针对地方的特殊情况，来进行针对性的防雷控制。同时也可以根据雷电形成的条件，进行逆向防雷，形成雷电的区域条件、气候条件，在雷电多发区以及可能发生的区域进行重点防雷，提高防雷工作的效率，减少失误。影响输电线路的因素是多样的，其中雷电是最为重要的影响因素，只有通过对线路进行防雷的设计，来提高输电线路的稳定。
2输电线雷击概率预测
（1）雷达相关参数的获取。根据气象雷达探测，获取的雷达资料是网格化的数据，其网格分辨率为0.01°×0.01°。（2）落雷侧面距离的计算。1）确定线路方程。获取输电线路所在网格的经纬度信息，根据经纬度信息确定输电线路的坐标，两端点分别记为M1（x1，y1），M2（x2，y2），可以得到输电线路的直线方程，记为aX+bY+c=0。2）计算侧面距离。假定雷云范围的中心为雷电的实际放电点，可以计算出雷电实际放电与架空输电线路的侧面距离，即计算点到线的距离，其计算公式如下：0022axbycdab++=+ （10）（3）利用BP神经网络预测雷电流幅值。通过历史数据建立雷电流幅值和回波强度、回波顶高以及垂直积累液态水含量之间的相关非线性数学模型，如式（11）所示，通过上述三个数据的预报值可以反推雷电流幅值的预测值。()123,,yfxxx=（11）式中：y表示雷电流幅值，x1表示回波强度，x2表示回波顶高，x3表示垂直积累液态水含量。为得到式（11）的具体表达式，采用BP神经网络算法计算雷电流幅值与回波强度、回波顶高、垂直积累液态水含量之间的数学关系。（4）输电线雷击概率预测。若输电线路所经过区域有M个网格处于雷电天气条件下，则线路的雷击失效概率可表示为：()M=1=1-1-iiPp∏（12）其中P为雷电天气下输电线路发生故障的概率，pi是第i个网格的线路发生雷击失效概率。
3输电线路防雷接地设计
要确保输电线路防雷接地设计的科学合理性，就要对输电线路的各项防雷装置进行研究，确保输电线路上所安装的每一个装置经过技术处理后，都能够发挥防雷作用。
3.1避雷装置的设计
输电线路的避雷装置有很多，包括避雷线、避雷针、避雷器等等。这些避雷装置如果在输电线路上合理安装，就会有效地发挥防雷作用。（1）避雷线。避雷线的防雷作用在于对雷电引发输电线路产生的过电流进行分流，使得输电线路的安全系数有所提高。在输电线路的防雷接地设计中，需要在输电线路的导线上敷设避雷线，以使其能够在不同的电压环境下很好地运行。如果输电线路为220kV线路，就要沿着输电线路的全线将110kV的双避雷线构建起来，如果输电线路的电压低于220kV而超过了110kV，设计单避雷线就可以起到防雷接地的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于35kV的输电线路，就不需要在整个的输电线路上安装避雷线了。（2）避雷针。对输电线路防雷接地，常见的防雷装置就是避雷针。与建筑物上所安装的避雷针有所不同，输电线路上所安装的避雷针属于是转移雷电的装置，主要是在雷电天气对击中输电线路的电流起到转移的作用。如果是雷电频繁发生的区域，就需要选用上翘30°的避雷针，在输电线路的两端安装完毕，就要与导线上的避雷针构成了输电线路的防雷设备。（3）避雷器。一些输电线路会采用接地电阻进行防雷。虽然接地电阻起到一定的防雷作用，但是，防雷接地设计普遍趋于理想化而使得防雷设计存在一定的缺憾。进行避雷器设计，就是所选用的电阻避雷器为非线形的，在塔杆上与避雷器并联，当输电线路遭到雷击后，会在串联间隙开始放电，可以避免输电线路上所连接的绝缘子由于线路过热而遭到损坏。这就需要工作人员对输电线路的所处环境深入地了解，以使避雷器所安装的位置能够有效地发挥防雷作用，从而提高输电线路的雷电抵抗能力。
3.2接地电阻的设计
接地电阻就是所有的接地体对地电阻的集合体。电阻的大小是对对接地装置的有效性进行衡量的重要指标。对输电线路的运行起到了一定的管理控制作用，还能够对输电线路以有效维护。对接地电阻进行测量，对地极测接地电阻起到一定的辅助作用，使其性能充分地发挥出来。接地电阻要能够发挥防雷作用，就要促使接地电阻降低。技术处理上，就是根据电流原理，当输电线路的电流降低的时候，电阻也会相应地减小，接地电阻的防雷效果就会提升，此时，输电线路上所安装避雷装置的性能就会有所提升。之所以可以将杆塔的避雷作用充分地利用起来，就是由于塔杆的倒流接地作用使然，随着塔杆的顶电位降低，接地电阻也会相应地降低，有效地提升了接地电阻的防雷能力。
3.3自动重合闸的设计
自动重合闸如果设计合理，也能够起到一定的防雷作用。自动重合闸在实现自动重合的过程中，会在瞬间断电后快速恢复供电，可以有效地避免断电事故发生。也就是说，如果因为雷击而使得防雷装置启动，瞬间的启动可以降低输电线路遭到雷击的几率。由于输电线路可以在短时间内容恢复供电，避免了给客户带来损失。但是，突然断电和瞬间恢复供电，使得输电线路的瞬时电压增大，很容易导致电气设备出现故障。因此需要在输电线路中，对防雷设备进行设计，可以避免电气设备因此而造成损害。在输电线路上安装自动重合阀，可以实现断电与重合闸的自动操作，以确保持续而有效地供电，为电能用户提供满意的服务。
结语
输电线路的安全运行关系到配网输电的安全稳定，线路的防雷设计能够很好的保障线路的稳定，提高线路输电的安全可靠性。文章就线路技术进行阐述，根据区域的不同情况来具体选择防雷装置的设置，或者通过增加防雷装置的数量等方式来提高防雷的有效性。
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论文作者:王海涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
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