摘要：随着我国高压电力事业的发展，对于输电线路的防护措施也在一步步的探讨当中，像山区这样多发生雷电现象的地区，对于高压输电线路的防护就显得尤为重要了。高压输电线路多设在山区这样的空旷地区，这也造成了线路极易遭受雷击的问题，严重影响当地用电，本文将结合山区实际状况，对其高压输电线路雷击放电规律做出一定探讨，并在此基础上分析探讨山区高压输电线路的防雷措施。
关键词：山区高压输电线路；雷击规律；雷击应对措施
由于山区多雷雨天气，由雷击引起的电力系统输配电事故时有发生，随着高压输电线路的投入建设，防止雷击对高压线路造成破坏成为了一道摆在人们面前亟需攻克的难题，减少高压输电线路雷击事故是确保山区电力系统稳定安全运行的关键所在，在了解雷击规律的基础上，制定相应的防雷措施才能最大程度地避免雷击事故的发生，为此，对于山区高压输电线路雷击规律及对策的探讨仍须加快研究的步伐。
一、我国高压输电线路防雷保护的现状
随着时代的进步，我国高压输电线路防雷保护技术也在不断的发展中，从最初防雷技术的引进到现在防雷措施的完善与实际应用，这期间对于防雷技术的探讨从未间断过。虽然防雷技术已有了很大的进步，但由于雷电放电的随机性与分散性及输电线路耐电性能计算方法的差异性【1】，目前防雷技术只是在一定程度上降低了雷击事故的发生率，而现今山区高压输电线路的防雷技术仍无法达到高压线路防雷保护的需求，防雷机制体系的建立与完善还需进一步的探究与分析。
二、山区高压输电线路雷击规律及耐雷性能影响因素
（一）山区高压输电线路雷击规律
一般情况下我们会用年平均雷击日来对山区的雷击活动进行统计，但即使是同一地区，在不同地点雷电的活动程度也会不同，山区高压输电线路雷击具有一定的选择性机理。
1.土壤电阻率不同导致的雷击点不同。在山区里，一些土壤电阻率低的地区雷击发生的频率较低，而在土壤电阻率高的地区就相对来说比较频繁了，而且土壤电阻率高的地区，雷击电流明显低于土壤电阻率低的地区。
2.接地电阻不同造成的雷击选择性。根据相关实验，可知接地电阻对迎面放电先导发展速度及通道强度的影响，会造成雷击概率的不同。其中，在负极电压下，接地电阻会抑制正极性迎面放电先导的发展速度，对雷击击中点影响明显；在正极电压下，接地电阻会抑制负极性迎面放电先导的发展速度，对雷击击中点影响较弱【2】。在雷电放电过程中，大地会带上大量正电荷，呈正极性，所以接地电阻通过抑制正极性的下电极迎面放电的发展速度和通道强度来使雷击点集中在接地端上。
3.空气中背景离子对雷击选择性的影响。背景离子是由电晕放电产生的，多存在于输电线或地面凸起物周围。背景离子在诸多方面会对雷击选择性产生影响。一是对冲击击穿电压的影响，以正棒-板间隙和负棒-板间隙实验为依据，可知空气中正极性背景离子的击穿电压明显高于背景离子不存在的空气冲击击穿电压，而当空气中存在负极性背景离子时，会相对降低冲击击穿电压。二是对击穿过程的影响，含正背景离子空气的放电通道形态明显不同于负背景离子空气的放电通道形态，离子对雷电放电过程的跃变阶段影响最明显，其中正离子空气击穿时间短于负离子空气击穿时间。三是对放电路径的影响，雷电放电通道会避开正离子背景区域而选择负离子背景区域。四是对负秒特性的影响，同一电压下，负离子空气放电时间短，伏秒特性曲线较低，而正离子空气放点时间长，伏秒特性曲线较高【3】。
4.接地金属体高度造成的雷击选择性。地面接地金属体高度越高，越容易引发落雷，增加雷击跳闸率。
（二）高压输电线路耐雷性能影响因素
1.杆塔的高度。杆塔的高度越高，其遭受雷击次数越多，同时增大了引雷面积，容易引发雷电反击，进而造成雷击跳闸。
2.接地电阻。在山区，由于其土壤电阻率普遍较高，导致其接地电阻较大，造成高压输电线路的耐雷性能较差，
3.杆塔的波阻抗。波阻抗定义为Z=V/I，其中电压V由电场强度决定，电流I由磁场强度决定。杆塔波阻抗的不同同样会影响线路的耐雷水平，由相关数据可得出波阻抗变化幅度在（+10%~-10%）时，高压输电线路的雷击跳闸率会相应的起伏（+20%~-20%）【4】，因此再架设高压输电线路时，应合理选择杆塔的类型降低雷电绕击率。
4.风力因素。在山区测量风力对高压输电线路耐雷水平影响的试验中，结合相关数据可看出，当风速达到一定速度（实测为5m/s）时就会增加雷电的绕击率，降低了线路耐雷水平。
三、山区高压输电线路防雷对策
（一）装设避雷线，减小避雷线保护角，安装避雷针。
避雷线可防止雷电直击输电线路，对高压输电线路的防雷效果显著，同时避雷线可对流入杆塔的电流进行分流，还可减小线路承受的雷击过电压和感应过电压。应注意在架设避雷线时，要保证避雷线与线路之间的防雷保护角不大于25度。
为提高线路防雷效果，可在避雷线上再安装避雷针，将一根水平短针安装在避雷线上，加强避雷线对雷电的吸引能力。另外也可在杆塔塔顶安装专用的避雷针，如下图：
（二）使用线路型带串联间隙的金属氧化物避雷器。
避雷器的分流效果好于避雷线，其分流的耦合作用可提高导线电位，降低闪络电压，降低雷击跳闸率并避免雷击事故的进一步扩大，适用于难以降低接地电阻的山区。
（三）降低接地电阻。
降低接地电阻可有效降低雷击跳闸率，并提高高压输电线路的耐雷性能，在山区土壤电阻率较低的地区要充分利用自然接地电阻，而在一些难以降低接地电阻的高土壤电阻率地区，可通过使用降阻剂或者改变地网铺设方式等降阻技术来降低接地电阻。
（四）架设耦合地线。
在接地电阻难以降低的山区地带，可采用架设耦合底线的方式来提高高压输电线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。一般方法是在导线下方加一条接地线或者在线路两侧平行架设接地线，以起到分流、降低塔顶电位，增强线路与地线的耦合、降低线路过电压的作用。
（五）使用自动重合闸装置。
在山区高压输电系统的各级电压线路之间应安装自动重合闸装置，以降低雷击发生率，提高线路耐雷性能，使用自动重合闸装置的高电压线路重合闸成功率可达百分之七十五到百分之九十五。
（六）提高杆塔绝缘性，并通过并联金属电极构建间隙
由于山区高电压输电线路杆塔间距较大，且塔顶电位、感应过电压较高，极易遭到雷击，为此可适当增加杆塔的绝缘子串片数，加强导线与避雷线之间的绝缘性，提高线路耐雷性能，降低雷击跳闸率。
另外可通过在杆塔绝缘子串两端并联一对金属电极的方式构建一个间隙【5】，控制闪络事故的发生位置，以防止绝缘子串在遭雷击后被烧毁。并联间隙技术操作简单，对于雷击起疏导性防护作用。
结束语：
对于山区高压输电线路的防雷保护，要深入研究雷电放电规律，并结合当地实际情况与一些防雷经验，考虑山区高压输电线路雷击的多方面影响因素，并通过详细的分析与计算，制定一套完整而有效的防雷方案，减少雷击对山区高压线路造成的故障问题，确保山区电力系统的正常运行，保证当地民众的正常用电。
参考文献：
[1]刘锦湖.高压输电线路防雷电灾害方法及改进研究[J].科技与创新，2014，（24）：78-79.
[2]崔万利.浅谈高压输电线路遭受雷击的原因及防雷对策[J].军民两用技术与产品，2014，（19）：57.
[3]齐鹏文.关于高压输电线路防雷措施的探讨[J].科技创新与应用，2015，（15）：174.
[4]郑志生.高压输电线路防雷保护探讨[J].中国高新技术企业，2015，（22）：101-102.
[5]刘志辉.浅谈高压输电线路防雷措施[J].科学时代，2012，（1）：145-146.
论文作者:董家省
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
标签：线路论文; 高压论文; 防雷论文; 山区论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 电阻论文; 《基层建设》2016年4期论文;