关键词：高压架空；输电线路；防雷措施
1 雷电防护概述
雷电防护有一套专门的理论。比如，雷电产生的机理，要研究大气物理学，用物理学的方法探讨雷电产生的原因。雷电对电子设备的雷害机理，需用大气电学的方法。研究雷电的防护方法，又涉及电工学，微电子学和材料学。雷电流的大小、雷电的波形研究，一般通过理论推导和现场实测，将现场实测的波形和理论推导拟合，这就需要用统计学的知识合概率论的知识。雷电科学还是一门试验科学，由于雷电机理的研究对雷电成因的解释许多出于假说，必须通过现场试验和模拟试验验证。同时，防护设备的好坏必须通过实验室模拟试验和现场对比试验两个环节，才可初步判断其好坏，最后，还要用统计学知识，对现场试验作出科学判断。
2 雷击跳闸率
对架空输电线路而言，防雷保护工作的目的是尽量避免导线不受雷击或雷击之后尽量使绝缘子不闪络，从而避免因产生工频电弧造成跳闸。也就是说线路遭受雷击而不跳闸，不影响系统的正常供电就是架空输电线路防雷的根本目的。而架空线路地处旷野，绵延成百上千公里，而在雷电多发区经常遭受雷击的线路，即使加装了各种防雷措施也做不到完全不跳闸，目前衡量某条线路雷击跳闸情况采用雷击跳闸率（定义：架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数），防雷设计就是要求出某条线路的雷击跳闸率，尽量降低雷击跳闸率。
3 高压架空输电线路遭雷击的主要原因
高压架空输电线路受到雷击的原因较多，但多与绝缘子放电电压、雷电电流及杆塔接地阻值等有直接关系，因此在高压架空输电线路设计时，要做好合理的防雷措施，有效保证高压输电线路运行的安全和稳定。1）部分高压架空输电线路位于山区，山区由于地形复杂，再加之山谷及风口等处，更容易受到雷击的影响，这种特殊环境导致雷击频率增加。2）雷电天气下一些绝缘能力较强的耐张杆受到雷击的侵害。虽然直线杆塔上的绝缘设置水平有所提高，但耐张杆的绝缘配置还处于较低水平，由于耐张杆需要承受更大的负荷，这也导致耐张杆容易出现绝缘薄弱点。3）在高山或是土壤电阻率较高的地方容易发生雷击。接地体由于长时间深埋地下，使其极易受到腐蚀，造成导体与土壤接触面减小，影响其分散雷电流的能力。部分接地电阻值达不到标准要求，这也使其在雷击作用容易发生绝缘闪络，从而引发短路故障，多次发生雷击跳闸。4）避雷线保护角的大杆塔上也容易发生雷击。避雷线保护角主要是为了避免输电线受到雷击，保护角越大，其保护能力越小。但在当前高压架空输电线路中，避雷线保护角的作用被不断削弱，无法有效的实现对绝缘子串的保护，严重时还会发生雷电对输电线的绕击状况。
4 高压架空输电线路防雷措施
随着技术的发展，防雷措施有了长足的进步，主要有降低杆塔接地电阻、减小保护角、架设避雷线、安装避雷器等，通过实际应用，均有一定的防雷效果。
4.1 降低杆塔接地电阻
一般高度杆塔，可以通过降低杆塔接地电阻的方式降低发生雷击的频率。大多数的雷电的电流幅值较小，通过降低接地电阻的方法能够取得较好的效果。广东省作为山区较多的省份之一，通过换土、使用降阻剂以及人工改变电阻率的方式来降低电阻。在土层厚度不满足的地方，沿水平接地体挖接地槽，槽深1m，接地极坑深3m，底部直径1m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆挖掘完成后，先铺设20cm的黏土夯实后，放置接地体，再使用回填土层层夯实。降阻剂是在接地极附近使用，通过放大接地极的外形尺寸，降低与周围介质之间的接触电阻，降阻剂适用于小型接地网和小面积的集中接地。人工改变电阻率主要是通过使用低电阻率的材料制造接地体，减少电阻率。
4.2 减小保护角
保护角的设计应考虑到现场实际情况，在山林地区，应采用较小的保护角，特别是在经济条件允许的情况下，对绕击率较高的区段或杆塔，采取恰当措施减小地线保护角。特别是在强雷区和多雷区，地面坡度较大时，降低保护角有难度，可以考虑使用线路避雷器。
4.3 架设避雷线
目前，高压输电线路防雷普遍采用架设架空设防雷接地线(即避雷线)。架空防雷接地线在应对雷击上主要表现为以下几方面：第一是分流作用，在架空输电线路被雷击时会降低杆塔上流经的电流，从而降低杆塔电压，达到保护杆塔和输电线路的目的。第二是通过耦合作用降低绝缘子的电压，从而保护绝缘子，防止闪络现象的出现。第三是屏蔽作用，因为架空防雷接地线的电位相对输电线路更低。目前在架空防雷接地线的架设上，我国采用的标准是220kV及以上电压等级的架空输电线路应全线架设架空防雷接地线，500kV及以上电压等级的超高压输电线路则应架设双架空防雷接地线。
4.4 安装避雷器
随着技术的发展，避雷器已经能较好的完成避雷效果，特别是大量先进避雷器的推广应用，更是有效保障了输电线路的安全运行，常见的有放电管类避雷器、压敏电阻类避雷器、间隙类避雷器等等。其中：开放式放电管避雷器的优点是体积小、漏电流小、通流能力强、无电弧喷泻，而它的缺点是反映时间慢、残压较高、产品一致性差、有续流；密闭式气体放电管的优点是体积小、通流量大、无电弧，而它的缺点是产品一致性差、有续流并且残压较高；电阻类的优点是反应时间较快、通流容量大、残压较低并且无跟随电流，而它的缺点是老化速度快、漏电流较大、热稳定一般；开放式间隙避雷器的优点是放电能力强、通流量大、漏电流小、热稳定性好，而它的缺点是残压高、存在续流、反映时间慢；密闭式间隙避雷器的优点是放电电流大、无电弧外泻、漏电流小、无续流、热稳定性好，而它的缺点是残压高、反映时间慢；抑制二极管类防雷器的优点是反应时间、残压低、体积小、动作精度高、快无续流，而它的缺点是通流量小。
4.5 架设耦合地线
在导线下面架设耦合地线，可以增加分流和耦合作用，降低绝缘子串上的电压，提高线路的耐雷水平。由于耦合地线在导线下方且与大地相连接，实际上相当于降低杆塔高度，减小绕击率。耦合地线与避雷线将导线屏蔽其中，减小了山区线路由于地形影响而使导线受到侧击的概率。但是，耦合地线的终端杆塔因雷击分流作用减小和大气电场分布的畸变，可能会成为相对的薄弱点，更易遭受雷击。因此，应尽量降低终端杆塔的接地电阻，并增加一片绝缘子。线路架设耦合地线后，可能会对杆塔强度、导线交叉跨越等产生影响，因此一般只适用于丘陵、山区、跨越档和降低杆塔接地电阻困难的地区。
5 结束语
综上所述，雷电现象是一种经常发生的自然现象，是不可避免的，并且雷电对于高压输电线路的破坏力是十分巨大的，一旦高压输电线路发生雷击事故，不仅难以保障人们的生产生活用电，并且还有可能造成相关人员的人身财产安全。所以，我们要重视对高压输电线路的防雷保护，根据线路的特点和线路所在地的实际情况，制定安全可行可靠的防雷计划，有效地保证高压输电线路的安全运行，确保人们用电的安全。
参考文献：
[1]李健强.110kv-220kv高压输电线路的防雷技术研究[J].价值工程，2017，（32）73-74.
[2]赵登.浅谈高压输电线路的运行维护与防雷措施[J].价值工程，2017，（36）38-39.
论文作者:刘浩
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：线路论文; 杆塔论文; 防雷论文; 雷电论文; 高压论文; 避雷器论文; 避雷线论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;