摘要：根据输电线路的特征来看，它的分布范围极广，覆盖的地域从一座高山穿过到另一座高山，绵延数百公里甚至长达数千公里。历经各种各样的气候变化和温湿度，及其复杂的地形、地势使得遭遇雷击的现象更为频繁和更大的破坏力，需要采取特殊的措施进行有效的维护工作。根据以往的经验和数据显示，在所有类似的输电线路遭遇雷击而出现故障的事故中，电力系统的故障是比较突出的，占了很大的比重。更因为输电线路遭遇雷击之后，经过输电线路的流通传给变电站的电流、电波作用于变电站内的电气设施，最终导致变电站短路或断电的现象。
关键词：雷击跳闸；防雷；措施
1 500KV输电线路的雷击跳闸
据不完全统计，我国重庆的500KV输电线路在2004年到2007年之间由于雷击而导致的跳闸次数达27次之多，占总跳闸次数的90%以上；而保定供电企业的500KV输电线路上，雷击造成的跳闸占总跳闸次数的34%左右。我国东北地区的丰徐一线，丰徐二线、元董一线和辽宁线，雷击造成跳闸占总跳闸次数的54.1%左右。
1.1复杂的地域环境
超高电压输电线路一般是超长距离输电，线路所经地理位置相当复杂，要应对各地区的复杂多变的气候环境。例如我国500KV输电线路的源安双回四线，经过易县、涞县、涞源县等多个山区县，地形差距相当大，海拔落差过大，一条线路最好到达海拔2000M以上，最低至800M以下。其经过地区的气候差距也相当大，某些地区落雷数量过多，这些地区就必须要有针对性。
1.2雷击种类
雷击是主要危害500KV输电线路正常运行的罪魁祸首之一，而直雷击对输电线路造成严重危害。它分为绕击雷和反击雷两种。反击雷的雷电流幅值一般在100KV以上，接地电阻值较大，呈现一基多项或者多基多项的闪络基数和相数，不受地形的影响。而绕击雷电流幅值在20KA到30KA之间，接地电阻关系不大，在山坡和山顶上容易发生。500KV输电线路抗绕击雷水平在15KA 到30KA之间，抗反击雷水平在100KA以上。一般情况下，如果遇上绕击雷，都会造成跳闸现象，绕击雷是500KV输电线路的主要攻克对象。
1.3 500KV输电线路容易导致雷击的原因
杆塔的高度、避雷保护角、杆塔地面的坡度与绕击雷有直接关系。当杆塔高度越高，电感性能越强，雷电线通过杆塔所产生电压幅值就越大。而避雷线保护角越大，雷电绕击区就会增加，绕击次数和概率也相应增加。地面坡度越大，输电线暴露的弧段就会增加，使得电感也随之增加。当线路沿着坡体向杆塔时，坡体内侧绕击区就得到较少，但外侧又得以增加，绕击区大小直接影响着雷电绕击的次数。大量数据显示，由于地形造成线路的弧段过大和避雷线的保护角过大，雷击的概率就会相当高。某一些地区由于地下有大量的易导电矿物质，也容易造成雷击现象。由于大量的地下硿质，和云层具有相反的电荷，而杆塔则形成大地的“尖端放电”，和云层的电感增强，再加上杆塔和导线均是良导体，线路本身又自带电荷，这就极容易导致雷击。
2 架空输电线路防雷措施
针对架空输电线路雷害事故形成的四个阶段，进行防雷保护必须做好“四道防线”。（1）防直击雷：采取沿线路装设避雷线等措施使输电线路不受直击雷。（2）防闪络：采取加强线路绝缘、降低接地电阻等措施，使输电线路绝缘不发生闪络。（3）防建弧：采取措施使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。（4）防停电：采取措施使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。防雷措施必须结合实际，有针对性地综合采取各种有效措施，从根本上降低雷击跳闸率。
2.1 架设避雷线
架设避雷线具有防止雷直击导线、减小流经杆塔的雷电流以及对导线的耦合和屏蔽作用，它是输电线路防雷保护最基本、最有效的措施。一般而言，线路电压越高架设避雷线效果越好，在线路造价中所占比重也越低。500kV线路保护角取15°左右，减小避雷线保护角，可以减少雷电绕击率，相应就要增加杆塔高度。
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2.2 安装线路自动重合闸装置
安装线路自动重合闸，也是架空输电线路常用的一种防雷保护措施。安装后输电线路在遭受雷击跳闸时，雷击闪络大多能在线路跳闸后自动重合成功，并立即恢复绝缘性能。因此，装设线路自动重合闸可有效消除雷击故障缩短跳闸时间，提高线路供电可靠性。
2.3 加强线路绝缘及采用差绝缘和不平衡绝缘方式
适当加强线路的绝缘配合和改善绝缘子性能，可提高线路的耐雷水平。由近几年新建线路的实践证明，在高杆塔上增加绝缘子串片数，提高绝缘子串的50%冲击闪络电压值，可有效增强线路的耐雷水平，从而降低雷击跳闸率。
差绝缘方式，是指同一基杆塔上三相绝缘之间有差异，下面两相绝缘比最上面一相各多一片绝缘子。当雷击杆塔或导线时导线绝缘先被击穿，雷电流经杆塔入地避免了两相闪络。据统计，采用差绝缘方式，架空输电线路的耐雷水平可提高24%左右。在高压线路上采用不平衡绝缘方式，是指双回路的绝缘子串片数有差异，当发生雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，该回路导线相当于地线，提高了绝缘子片数多的线路的耐雷水平，可降低双回路雷击同时跳闸率。
2.4 装设线路型避雷器
架空输电线路上装设避雷器，在我国已有十余年的应用历史，其运行情况良好。当输电线路杆塔遭受雷击，雷电流超过一定值时，大部分的雷电流从避雷器流入导线，传到相临杆塔或经塔体流入地；当导线遭受雷击时，大部分的雷电流从避雷器流入大地。因此，安装线路避雷器无论是在雷击导线还是塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。
2.5 增设耦合地线及塔顶防雷拉线
对于经常受雷击的杆段，可在导线下面加装一条耦合地线，对避雷线起分流作用和耦合作用，间接降低接地电阻；在重雷区的易击点，可架设塔顶防雷拉线，当雷电流直击导线时，首先会触及防雷拉线，可以起到屏蔽作用和有一定的分流作用。
3 架空输电线路杆塔接地装置存在的问题及分析
架空输电线路杆塔接地装置存在的主要问题是接地电阻系数不符合规定而超标，而引起杆塔接地电阻超标的原因主要包括以下两方面。
3.1 自然原因
接地电阻要受到地形、地质条件、土壤等客观原因影响。当杆塔所处位置岩石裸露加上部分地区地形复杂、地质条件较差、土壤干燥，线路杆塔所在位置土层很薄甚至根本没有，造成土壤电阻率较高。
3.2 设计原因
近年来，电网建设发展迅猛，线路设计存在工作量大、时间紧等问题，很多输电线路通道地形和土壤结构复杂，难免造成勘察设计不到位。加上部分电气设计人员不根据实际土壤电阻率进行验算，直接按经验估算设计，造成杆塔接地形式不适应现场实际，产生设计偏差。施前，要详细地对实际情况进行了解。
结束语
在500KV输电线路的长期防雷经验中，总结出大量的有效方法，为今天的社会生产和人民生活用电起到了重要的保障作用。为满足大量的用电需求，今天走好一步就等于解决未来的重要问题。500KV输电线路的防雷措施中，不乏人们的创新能力的展现。用于创新是时代进步的特征，供电企业需要不断地累积经验，提高输电线的防雷意识，力图全线长期正常运行，做到有效的防范措施。
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[3] 赵建宁，谷定燮，霍锋等.高海拔地区500kV紧凑型线路过电压及防雷特性[J].高电压技术，2011，37（1）：57-61.
论文作者:张晓野1,吕航2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/31
标签：线路论文; 杆塔论文; 防雷论文; 避雷线论文; 导线论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2018年第1期论文;