摘要：电力行业随着经济的发展而快速发展，各行业对电力的需求不断增长，电力行业输电线路的建设遇到挑战。根据政府用地规划，输电线路的大都建设在野外，山区等地。这些地方雷电活动频繁且没有规律，输电线路很容易被雷电击中跳闸，会给城市带来财力损失。单一的防雷措施已经无法满足城市用电需求，需要根据不同的地域分析制定不同的防雷措施，提高输电线路供电可靠性，减少因雷击造成的线路跳闸停电事件，是具有重大意义的课题。
关键词：输电线路；雷击跳闸；防雷措施
如何利用防雷措施来最大限度的降低雷害对输电线路的影响一直是电力行业亟待解决的问题。随着电网的快速发展，输电线路已经涉及到多雷、高土壤电阻率的地区，输电线路被外部雷电击中的频率被增大。传统的防雷措施不再适应这部分地区的防雷需求，考虑到其特殊地形，我们对防雷措施进行改进，更全面的增加输电线路的耐电性能。
1. 输电线路雷击跳闸分析
1.1输电线路雷击跳闸类型
输电线路雷电跳闸类型多种多样，主要和地区的独特地形、输电线路线段；类型、雷击情况、雷电流大小及极性等诸多因素有关。可能在输电线路上产生雷击跳闸的类型有以下几种：1.雷电感应导致跳闸，当雷电出现在输电线路附近时，由于电磁互感现象，雷电会在导线上感应产生过电压。感应过电压主要针对35kV以下的低等级电压输电线路，此时的感应过电压幅值大约在300~400kV之间。2.反向直击雷导致跳闸，反击雷耐雷水平一般在100 kA以上，雷电直接击中线路引起直击雷过电压。在空旷的山区，输电线路大都架设的比较高，当雷电击中输电线路的杆塔或避雷线时，在杆塔的塔顶和横担上对地形成一个高电位，会有一个很大的电压差在线路绝缘子串两端，导致线路跳闸。3.绕击雷产生过电压导致跳闸，在某些地形中，塔高增加，导线的暴露弧段增大，雷电绕过避雷线，击中导线，输电线路跳闸。4.直接瓷瓶击穿放电，输电线路遭受雷击后，周围电场陡然变高，击穿瓷瓶绝缘子，绝缘子失去绝缘性能，在线路内形成导电通道，导致线路跳闸。5.间接瓷瓶击穿放电，当输电线路在遭受雷击后的瓷瓶绝缘子未完全失去绝缘性能，此时还未形成导电通道，短期看不出跳闸危险，但一段时间以后容易引发闪络事故，是最难排查的一种雷击跳闸类型。
1.2输电线路雷击跳闸的原因
输电线路雷击跳闸的原因主要分两个方面：人为原因和硬件原因。人为原因主要有：查询故障点不及时，忽略考虑地域特性而选择错误的避雷线类型。对雷电认识不足，反事故能力差，不能够有效的分析雷击现象和雷电极性等，从硬件原因上来分析，输电线路雷击跳闸主要和四个因素有关：瓷瓶绝缘子，架空地线，雷电流极性和强度，杆塔接地电阻。了解输电线路跳闸原因是提高输电线路的耐雷水平的重要依据，输电线路的绕击耐雷水平一般为15~30kA，而雷电普遍高于线路的耐雷水平。因此，雷电绕过避雷线产生的雷电绕击问题是导致跳闸问题的主要原因。降低绕击率是需要重点考虑的方向，由相关函数可知，雷电绕击与杆塔高度，避雷线保护角，杆塔地面坡度等呈递增函数关系，避雷线保护角越大，地面坡度增大，绕击区越大，雷电绕击率也相应增大。传统的方法为通过架设祸合地线来减小保护角，但这一举措容易留下闪络效应，给后期的线路监管带来问题，而且在高压线路的实施上也存在困难。接地电阻增大和瓷瓶串片数不足也是高压线路雷电跳闸的主要原因。目前国内普遍采用的线路型悬挂式氧化锌避雷器为线路提供了一种新型的防雷手段，一定程度上降低了雷电绕雷率，但采用此种线路避雷器后，给线路运行带来了一定的负担，降低了线路自身安全性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆输电线路跳闸原因比较复杂，和各个层面都有关系，如何安全、有效的降低线路绕击跳闸率,是当前亟待解决的问题。
2. 输电线路防雷措施
2.1输电线路防雷存在问题
雷电活动规律不清，在雷电活动不强的地区，雷电过电压对电力系统运行影响不大。在这些地区一般靠气象局的统计平均值以及当天的雷电天气观察来确定当日的雷电量及平均年雷暴日。雷电流的极性和幅值大小只有少量地区的供电局会采用磁钢棒进行短期测定,这一举措不但耗费大量人力,而且所测得的数据也不一定具备准确性和时效性，并不能给出雷电发展过程。2.雷电参数不确定，主要是直击和绕击不确定，分不清是绕击还是反击引起的跳闸故障，安装避雷针的方式也就难以确定，部分山区因为参数的不确定导致安装错误的避雷针，不能对雷电进行有效规避，而雷电参数本身就难易确定，如果说是雷电绕击到上相导线上引起闪络的，从地形上不属于典型大跨越地形，若要说是直击塔顶反击引起瓷瓶内闪络,那么山区地区又不一定能产生达到150kA的雷电流，雷电参数的多样给参数分析带来了难度。3.查询故障点困难，在山区架设的330kV输电线路经常发生雷击跳闸现象。由于地处山区，每两档的间距至少千米，山路又崎岖，没有可以代步的交通工具。巡查员只能逐个登杆查看，有时必须得翻越一座甚至几座大山去查询一个故障点，查线工作十分困难。4.雷电事故统计困难，以查到故障塔位、相序来记录一次雷击跳闸, 若查不到故障点即使是雷击跳闸,日后发现雷击闪络引起电弧烧伤旧痕迹,也不能记录为雷击跳闸。
2.2输电线路防雷设计措施
因地制宜的制定输电线路相关防雷措施，综合考量山区地形地貌，针对传统输电线路防雷存在的问题，我们提出以下措施：1.总结山区雷电活动规律，并且和以往的运行经验相结合,定点确定易遭雷电的输电线路区域,针对性提高该部分防雷基本技术水平。2.因地制宜设立避雷线，结合输电线路途经的地形特征和相应雷击跳闸原因，在雷击率高的山区，沿35kV输电线路架设单避雷线，沿110kV输电线路架设双避雷线，规避由雷电绕击导线产生的线路跳闸问题。3.雷电排查员合理记录雷电活动，统计雷暴日，雷电现象出现时间，终止时间等指标，结合当地供电局统计数据，积极分析其内部规律。4.加强瓷瓶绝缘子性能和数量，减小避雷线保护角，降低绕击区，降低由绕击雷击中输电线路跳闸的概率。5.针对雷击塔顶反击引起的雷击跳闸现象，定期遥测线路杆塔接地装置中的接地电阻，查看引下线的内钢筋与避雷线和接地装置的连接是否完好。6.针对间接瓷瓶击穿放电型雷电，定期检测接地装置的接地电阻，考虑杆塔和相邻两档线段所处地形位置特点，修补腐蚀严重或被盗接地体部分，确定闪络的相序和瓷瓶绝缘子片数，工作人员一旦发现绝缘子劣化就及时更换，检测线路的保护角。7.保证系统供电，装设自动重合闸装置，加大人员投放力度。一旦发生雷电跳闸现象，工作人员及时启动防雷保护措施闸，使得线路在跳闸后仍能持续工作。
3.结语
输电线路作为电网中的主干网络，在经济发展中起着重要作用，稳定的供电是城市发展的需求。现在供电线路逐步增多，线路涉及到很多偏远的山区，在这些地区雷电现象难以统计，地区环境复杂，面临着雷电跳闸无人维护，技术瓶颈等多重问题，做好山区等偏远地区的输电线路维护工作十分重要。本文综合考虑地域区别，人员投放力度等，针对不同电压的输电线路以及不同的雷电类型提出了具体可实施的方案，来达到架空输电线路的安全稳定运行。
参考文献
[1]毛杰. 输电线路雷击跳闸分析和防雷措施[J]. 科技视界，2015.
[2]高广德；向文；邹建华；许维忠；饶希达；胡江. 基于改进层次分析法的输电线路并行防雷措施的研究[J].电磁避雷器，2015（12）.
论文作者:叶志德
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：雷电论文; 线路论文; 避雷线论文; 防雷论文; 瓷瓶论文; 过电压论文; 杆塔论文; 《电力设备》2017年第30期论文;