摘要：随着经济的迅猛发展，人们对电力的需求也越来越大，电力与人们的生产生活联系也愈加紧密，因此，提高供电系统的平稳性、安全性对电力系统的健康发展具有重要的意义。然而，500kV 高压输电线路长期裸露置于高空，易遭受雷电干扰，导致自动跳闸、断电等现象，使整个电力系统受到损害。若雷电干扰地点周围的辅助设施绝缘性不达标，雷电干扰产生的电流容易引起第二次伤害，雷电干扰造成的输电中断不仅影响人们的生产生活，严重时更会危及人们的生命和财产。同时电路的检修工耗费大量的人力、物力、财力，特别是在丘陵及交通条件不方便的山区，巡视、检修线路故障存在诸多困难。由此可见，对我国高压输电线路进行防雷是至关重要的，通过现代化的防雷技术，既能够减轻电力系统的安全隐患，也能够提升高压输电线路的安全系数。
关键词：500kV；高压输电线路；雷电干扰成因；措施
1、雷电干扰产生的原因
500kV高压输电线路多架空在离地较高的空旷野外，无形中加大了线路受雷电干扰的频率。同时 500kV 高压输电线路运用最多的材料为金属材质，当其遇雷电干扰后会产生大量的感应电流，使输电线路内的电压迅速提高，这一定程度上会影响输电线路的安全稳定性，容易使正在使用的电力设备受到损害。雷电自身的强大电流对大地产生放电效应，起电时引发高压输电线产生雷电感应电荷，感应电荷电压可达到上千伏，由此可见雷电对 500kV 输电线路产生的冲击波非常大，严重的会导致部分电力系统发生瘫痪。尽管实际工作中在架设线路时安装了避雷线、避雷针等装置，但无法真正杜绝输电线路免遭雷电干扰的影响。因此，应该加强输电线路的防雷工作，各地区相关部门结合气候、地形等客观环境，因地制宜的制定科学、合理的防雷方案，努力将雷电干扰对输电线路造成的损失降到最小。
2、500kV高压输电线路防雷技术
2.1设置侧向避雷针
杆塔侧向避雷针有着较强的雷电吸引力，它可以增强避雷线吸引雷电的能力，从而增加避雷线的保护范围。当雷云先导放电与地面达到一定距离时，侧向避雷针能够凭借改变先导通道电场，从而调整电场移动方向，将雷电转移至避雷针接闪器方位，从而使雷云电荷在避雷针处释放。侧向避雷针优于避雷线，它特殊的针型结构能够增强低空位置的弱雷吸引，减弱高空位置的强雷作用，从而起到避雷的作用。
2.2安装避雷线
安装避雷线是防止 500kV 高压输电线路遭受雷电干扰的有效方式之一。其一，避雷线能够将雷电引离输电线路的位置，使输电线免遭雷电干扰。其二，避雷线具有分流和引流的作用，能够降低雷电干扰造成的输电线路里多余电流，减轻雷电干扰造成的损害程度。由于导线本身具有耦合性，因此，避雷线能够利用导线的特性降低输电线路中的电压，减少感应电压发生的概率。关于避雷线应从技术角度进行选择，通常情况下高线路电压防雷效果越好，且其成本较为低廉。因此安装避雷线是目前 500kV 高压输电线路重要的防雷方式之一。
2.3提高输电线路的绝缘性
一般情况下 500kV 输电线路杆塔越高，受雷电干扰的概率越高，受雷电干扰后产生的感应电流越大。因此建议选择 40m 内适度高度的杆塔，这有助于降低输电线路遭雷电干扰后造成的损害。若大面积的使用杆塔对线路进行架空，一旦遭受雷电干扰，导致的损害较大，因此可以在杆塔中加入绝缘子，依据杆塔的高度及绝缘子性能的大小选择适当的绝缘子数量。
2.4采用绝缘方式中不平衡法则
现代 500kV 输电线路为了节省占地面积，通常会采用同杆架设的方式，这会导致双回路现象时有发生。通过采用绝缘方式中不平衡法则，能够有效区别双回路绝缘子串片，使其差异性特征更加凸出。当遭受雷电干扰，线路绝缘子串片越少越容易产生闪络，闪络效果可以和地线相媲美。从而提升另一个导线的耦合性，使输电线路的防雷性得到显著提升。在实际操作时，两线路绝缘比过大或过小都不好，最佳比例为 2：31 左右，比例过大易导致线路故障，比例过小会影响防雷效果。因此，在安装线路时要应用不平衡法则，合理确定两线路比例和绝缘子片数。
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3、500kV高压输电线路雷电干扰的接地措施
3.1架设耦合地线
当降低杆塔接地电阻较为困难时，可采取架设耦合接地线的途径。通过在导线下方增加接地线的方式，从而提升线路的耐雷效果，降低反击跳闸故障发生的可能性。耦合地线既能够降低杆塔分流系数，又使得接地电阻率相对较高的地区雷电感生电流在临近接地装置散流，起到降低塔顶感应电压的作用。同时，架设耦合地线能够提升导线与地线间的耦合程度，避免由于塔顶出现雷电干扰对绝缘子造成的不良影响。
3.2降低杆塔接地电阻
通过降低杆塔接地电阻，降低雷电干扰塔顶时的过电电压，减轻雷电流对输电线路的冲击，一定程度上减少跳闸发生的概率。接地电阻与土壤电阻率和接地电极的形式有关，当安装避雷针的前现代经济信息提下，输电线路在电阻低于 100 的土壤时，工频接地电阻不易超过 10；输电线路在电阻在高于 100，低于 500 的土壤时，工频接地电阻不易超过 15；输电线路在电阻在高于 500，低于 1000 的土壤时，工频接地电阻不易超过 20；输电线路在电阻在高于 1000，低于 2000 的土壤时，工频接地电阻不易超过 25；输电线路在电阻在高于 2000，工频接地电阻不易超过 30。通过改变土壤电阻率和接地电极，从而降低杆塔接地电阻。
3.3安装垂直地级
安装垂直地级有助于改善表面土壤接地质量差的问题，特别是在土壤电阻率高的地区。安装垂直地级应注意几点：
（1）若架空输电线路是铁塔，则铁塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在5-6m 范围内。（2）若架空输电线路是水泥杆塔，则杆塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在 4m 左右。关于垂直地级采用圆钢或角钢等加工方式，地级间隔应在 4-6 米间，长度应在 1.5m 以上。（3）若地级安装在高土壤电阻等地区，则应加大极地埋藏深度，通常为 0.8m 左右。其四，陡坡的地级安装需进行实地测量，依据地表的深度计算安装尺寸，当出现洪水冲刷时尽可能减少对垂直地级的影响。
3.4采用消弧线圈接地方法
通常情况下在雷电活动相对频繁，接地电阻较高的地区可采用消弧线圈接地措施进行防雷。消弧线圈是带铁芯的电感线圈，当500kV 输电线路遭受雷电干扰时，消弧线圈能够使放电处的电压下降，减轻雷电对线路的损害。当二相和三相遭遇雷电干扰时，一相导线不会因此增加跳闸的概率。从地线和导线闪络的作用看，线路的耦合作用降低了没有发生闪络绝缘子的电压，一定程度上提升了线路的抗雷能力。
3.5完善电磁感应型接地装置
从理论上来看，耦合系数的提升、接地电阻的降低能够有效起到 500kV 输电线路防雷作用。依据原有理论，提高耦合系数主要依靠架空地线和耦合地线两方面实现。而实际雷电干扰过程存在稳态电磁感应，若将暂态行波阶段的接地装置改变，也可以一定程度上提升耦合系数。加强杆塔接地结构的抗陡波雷电干扰性能。当 p>500 Ωm 时，可采用强化电磁感应杆塔接地射线方式，从而提升陡波的抗雷能力。当 p>1000 Ωm 时，可采用强化接地装置方式，加强电磁耦合系数。从而提高 500kV 输电线路的防雷水平。
结束语：
综上所述，对于500kV线路来说，雷电干扰是影响配网运行安全的一个主要因素，为保障长久安全的运行，就必须加强对线路防雷保护的重视，了解雷击产生的原因，采取合理有效的防雷技术措施，制定全面的防雷保护方案，以此更好的减少雷击故障的发生。
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[4]龙伟文.对输电线路防雷的几点看法 [J]. 广东科技，2010（14）.
论文作者:郭守颜,王一慧
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
标签：雷电论文; 线路论文; 杆塔论文; 干扰论文; 防雷论文; 避雷线论文; 电阻论文; 《电力设备》2019年第13期论文;