摘要：在新时期社会发展的影响下，电能的需求增加，工作、生活中的各种需要都离不开电能。在此种条件下，人们也重点关注该如何保证供电系统的安全性与稳定性等问题。架空输电线路运作期间，雷电打击会严重影响其正常运作，所以将采取相应的措施提高架空输电线路的防雷能力。本文主要对架空输电线路有效防雷措施进行了分析研究。
关键词：架空输电线路；雷击因素；防雷措施
引言
架空输电线路高度高，传输电压大，因此很容易被雷击。为了减少线路的雷击跳闸率，提高线路的供电可靠性、稳定性，优化线路经济效益，必须不断提高其防雷水平。架空输电线路防雷的核心是杆塔接地设计，减少杆塔接地电阻可以有效降低线路雷击跳闸率。
1架空输电线路受雷击跳闸的因素分析
1.1线路设计因素
线路设计是输电线路得以正常运行的首要条件，选择最佳的线路路径不仅可以提高电力传输效率，还能降低安全故障的发生。线路路径充分论证了导线、地线、绝缘、防雷设计等各方面的正确性，合理选择塔杆及基础形式，确保各种电气设备之间的有效距离，加强通信保护设计是促进架空输电线路安全有效运行的关键所在。随着电网建设的不断完善，线路设计逐渐呈现时间紧、工作量大的状态，由于线路通过的地理地形和土壤结构比较复杂，给线路设计工作带来很大影响。由于电力工作人员没有结合现场情况对塔杆接地合理设计，就会影响架空输电线路对雷击的耐受性，从而产生跳闸故障。
1.2自然因素
架空输电线路处于室外的露天环境中，容易受到各种自然环境的影响，我国是一个地大物博的国家，各地区自然环境差异也有很大不同，针对不同区域的架空输电线路所面临的环境特点、地质条件也不尽相同。由于自然因素的原因对输电线路的安全性、稳定性、有效性造成影响。
1.3施工因素
架空输电线路本身具有高危险性和复杂性特点，在施工过程中必须结合现场的实际情况，严格按照施工图纸及标准要求进行作业。由于输电线路施工现场处于土壤电阻高的山区或者岩石区域，给正常的施工作业带来很大影响，经常会出现不按图纸施工的情况，最终导致输电线路施工的质量问题。另外，一些施工人员没有足够的责任心和技术水平，在施工中填土不规范、接地装置不合理、细节处理不到位，导致输电线路设置不合理，容易受到雷击现象。
2架空输电线路有效防雷措施
2.1架设避雷线
架空输电线路防雷击跳闸的一个重要方法就是架设避雷线，架设避雷线可以有效降低架空输电线路雷击跳闸率。架设避雷线可以有效避免输电线路被直击雷击从而发生跳闸；同时，避雷线还具有雷电流分流作用，可以大幅度减小雷电流流过杆塔时的电位。架设避雷线时，为了发挥其防止雷电绕击的作用，避雷线的保护角必须符合相关规范，一般其保护角宜采取负角保护。
2.2设置接闪器、安装线路避雷器
在架空输电线路中，接闪器属于金属物体，其主要用来接收直接雷击，通常情况下，接闪器都需要按照要求经过接地引下线来实现与接地装置的有效连接，从而达到防雷的效果。接闪器分布在防雷装置的顶部，其可以借助高出被保护物的突出部位来顺利的将雷电引向自身，从而有效的承接直击雷放电，实现防雷的目的。配合杆塔接闪器在线路上安装线路避雷器，避雷器的最大作用是当线路遭受雷击时有效限制雷电过电压，使雷电流流入大地，有效截断续流，当电压值正常后避雷器迅速恢复原状，从而保证系统正常供电。
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2.3降低杆塔接地电阻
无论是什么等级的线路，其耐雷水平与接地电阻等是反比关系。为此，降低接地电阻可以提高线路耐雷水平。实际上，降低杆塔接地电阻是一项很重要的防雷措施。接地装置在架空输电线路中具有十分重要的作用，接地装置会对杆塔接地电阻产生影响。为此，可以通过选择合理的接地装置达到提高线路耐雷水平的目的。目前在接地装置方面可采用的方式有自然接地、延长接地装置、人工接地等，这些方式的总原则都是尽可能地降低杆塔接地电阻。例如，如果土壤电阻率比较高时，一般会设置垂直接地极，如果是水泥杆塔，则要求其杆塔与垂直接地极的间距在3～5m，如果是铁塔，则要求杆塔与垂直接地极的间距在5～8m。
2.4架设耦合地线
降低杆塔电阻是一种切实可行的防雷措施，但在一些特殊情况下，架空输电线路很难采用这一防雷措施。在这种情况下，架设耦合地线将是一种很好的防雷选择。架设耦合地线，其中的耦合指的是耦合地线、避雷线、导线三者相互耦合，从而大幅度降低过电压，提高线路防雷水平，达到防雷效果。实际数据表明，架设耦合地线确实能有效降低线路雷击跳闸率，发挥防雷作用。
2.5自动重合闸装置
一般来说，在一定时间内，雷电流冲击一起的绝缘闪络会恢复，当绝缘闪络自然恢复后，采用一定的方法实现线路合闸就可以恢复供电。自动重合闸技术可以实现线路合闸。相关数据表明，我国110kV以上的线路采用自动重合闸技术，线路合闸具有90%左右的成功率，如此高的成功率使得自动重合闸技术具有很好的实用意义。
2.6电源部分防雷设计
根据国际电工标准IEC1312-1防雷设计思想和技术要求，供电线路采用三级防雷措施，三级降压后雷电电流逐级向地放电，以减少雷电过电压侵入被保护设备，保护设备。（1）第一级防雷，在建筑物楼层入口处配电电源配置箱内电源防雷装置。本发明推荐采用三相四线制，所选标称放电电流40kA，分别连接在总电源交流配电板入口处的三相线和零线之间，小断路器串联在三相线前端，实现直击雷保护。第一级防护可以吸收大约90%的雷电能力。（2）二级防雷，配电箱设在机房内，不间断电源输出配置电源防雷装置。机房配电箱进口端的三相线与零线之间宜连接防雷装置，三相线前端需串联小型断路器。要求防雷装置选择的额定放电电流为20kA，以实现机房和不间断电源的设备安全保护。第二级保护可以进一步吸收雷电电流。（3）第三级防雷，在机房服务器、小型机、路由器、交换机等重要网络机柜或设备中输入模块化防雷装置。防雷装置选择的额定放电电流为5kA，以实现对重要设备的感应雷或操作过电压保护。另外，对于室外架空电力线路的防雷，所选保护器需通过10/350s波形测试；地下电缆线路防雷，选用的保护器应通过8/20s波形试验。假设高杆塔以低压架空线路接入电源系统的话，那么其可以采取下面这个方案进行配置：第一级的防护应该在电缆上安装三相电压开关型的保护器；第二级防护应该在出线端安装限压型的保护器，做好第二层防备；第三极保护主要是为了确保弱点设备设置的，应该在这些弱点设备装置上的进线端安装限压型的保护器。同时为了将防雷的效果发挥到最大化，还应该注意以下几点：①如果一级保护器采用开关型，而次级保护器是限压型的，为了保护器能发挥长效，那么二者之间的电缆长度就不能小于10m；②当一级与二级的保护器均采用限压型时，那么两者之间的电缆长度则应确保不小于5m；③应该在配电箱与保护设备前端安装防雷器，且二者之间的距离不能小于15m。高杆塔应该同时具备以上要求才能达到防雷的真正目的，反之，则需要安装退耦装置。
结束语
综上所述，结合当前我国架空输电线路的运行来看，输电线路的安全运行提升了了电力系统供电水平。但是对于室外环境下架空输电线路受到雷击现象引发的跳闸事故，对供电的安全性与可靠性造成很大影响。对此，设计人员应该给予足够的重视，做好架空输电线路防雷与接地设计，提高输电线路所具有的防雷性能，从而为电力事业的可持续发展提供良好的基础保障。
参考文献：
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[3]张冯硕.架空输电线路防雷与接地的设计探析[J].企业技术开发，2015，34（36）：12，15.
论文作者:刘剑锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：线路论文; 防雷论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 装置论文; 雷电论文; 过电压论文; 《电力设备》2018年第26期论文;