高压输电线路的防雷技术研究

冯敬 陈佃辛 鲍春旭

摘要：社会发展迅速，我国的高压电力系统的发展也有了进步。传输电线的垂直降幅较大，冷热空气更容易聚在一起，空气对流更是时有发生，这些是导致传输电线频繁出现雷击现象的诸多原因。对输电线路进行雷电防护过程中，可以采取以下措施:绝缘保护，比如增强架空线的绝缘水平和接地线路设置、避雷设置等;防雷保护，比如减小线路保护角，安装氧化锌避雷器等其他措施。通过对雷电防护过程进行分析，并尽可能地避免传输线路中由于雷电而导致的输电线路损失。

关键词：高压输电线路；防雷技术；研究

引言

随着社会的发展，电力能源已经成为最重要的资源之一，输电线路是电能输送的高速公路，担负着将发电厂生产的电能，经过变压器后输送到用户的重任。架空输电线路网络分布较广，地处旷野高山，易遭受雷击，架空输电线路往往经过的地形复杂，穿山越岭、纵横千里，遭受雷电袭击的机会非常大。一条100km长的架空输电线路在一年中往往会遭到数十次雷击。线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能减小线路雷害事故的次数及其带来的损失。

1雷电对高压输电线路的影响

雷电是伴随着强对流过程发生的一种灾害性天气现象，具有发生频次多、范围广、危害严重、社会影响大等特点，严重威胁着电力的安全生产。长期以来，雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网的安全稳定运行构成了极大的威胁，尤其是在山区、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。随着对操作过电压的深入研究，以及保护设备性能的提高和保护措施的不断完善，操作过电压水平已降至安全水平以下，雷害已成为影响高压输电线路安全运行的主要因素。雷电对高压输电线路的影响主要体现在以下几个方面。

1.1直击雷的影响

直击雷指的是，在没有采取相应的防雷措施或防雷措施不到位的情况下，雷电会直接对高压输电线路产生电击，雷击会对高压输电线路产生较大的危害。例如，雷电直接击中杆塔后，会引起很高的过电压，称之为雷电过电压，这种过电压沿导线最终侵入变电站设备内部，使整条输电线路无法正常运行，影响局部地区电网的正常运行。

1.2感应雷的影响

雷云经过高压输电线路所在区域时会产生放电现象，进而形成电磁感应现象，对高压输电线路造成危害。但是，通常情况下，对于35kV以下的线路的危害较大，而对于高压输电线路的危害则较小。

2优化措施分析

2.1接地射线

在对110kV的高压电传输线路进行维护时，最应该考虑的是接地设备的改进问题。由于改进后的接地装置不仅可以达到降低线路塔遭遇雷击后的跳闸概率的目的，甚至降低的程度可以达到20%～30%，如果一开始电力公司安装的线杆接地设备效果不好，通过对接地装置进行改良后所能降低雷电击中而发生线路跳闸的概率可以高达一半左右。在改进接地装置时，可以使用减小接地塔电阻的方法。具体方法是将接地电极埋至深处，然后填充低电阻物质。将地线布置在水泥式杆塔线上时，与杆塔之间的距离应该为3～5m。布置塔架线路的垂直接地极时，与杆塔之间的距离应该控制在5～8m。另外，接地装置也可以通过增加耦合清洗来进行改进。不过值得技术人员考虑的是，雷电在击中高压线路的过程中会存在瞬态行波和稳态电磁感应现象，因此可以考虑通过加强电磁感应式塔架接地线来改善接地装置。另外在检测到土壤中的电阻率超过1000Ω·m，可以考虑引入110kV的高压电线来增强电磁感应塔接地梁结构的搭设.

2.2检修和防护说明

不管是对高压线路进行检修还是维护传输线时，工作人员必须通过严格的培训并且持证上岗，对于离线和在线检修方法也要烂熟于心，这样才能保证自身安全。尤其是在对高压架空输电线进行大规模修整时，重点考虑的是在大修期间的安全问题，因为电线杆、塔架等所处的外界环境和内部环境都极其复杂，容易受到各种外部因素的干扰。而高压电力维护是一项危险系数很高的工作，因此在检修和维护外部电路材料时，不仅要考虑整个电力系统的稳定运行问题，还要考虑如何保障维护人员人身安全的问题。防雷检测作为一种保护电力系统正常稳定运行的必要方式，在电力检修和维护过程中十分常见。虽然至今为止我国的防雷技术已经有了很大的发展，但在面对电力问题时，仍要严阵以待，日常维护和定期保养必不可少，这也是保障电力系统安全稳定的有效保证。另外，在高压输电线路架设的过程中，必须严格遵循国家标准和有关规范要求，规范搭设过程，检查好每一步，通过严格和规范的检查与现场控制来提高高压电力输电线路的整体工作效率，降低线路故障发生的概率，从而降低由于传输线故障造成的损失。

2.3高压输电线路的防雷措施

随着我国高压输电线路工程技术的飞速发展，对高压输电线路的防雷工作也提出了更高标准的要求，这就需要电力企业采取综合有效的防雷措施，具体可以从以下5个方面入手：（1）降低塔杆的高度和塔顶的电位，进而降低实际接电电阻，提高输电线路的防雷水平；（2）不断提高高压输电线路的绝缘配合水平，进而加强对输电线路的绝缘保护；（3）调整保护间隙，通过利用电弧闪络加强对绝缘子的保护，进而避免输电线路被雷电击中；（4）增设防雷装置，如避雷针等，提高输电线路的防雷屏蔽能力；（5）在重污秽和重腐蚀地区选用新型耐腐蚀的地线，以提高地线使用年限，延长防雷效果。

结语

由此可见，随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电能已经成为不可缺少的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中，如何防雷显得十分重要，防雷击新技术的研究已经取得了很大的发展，线路防雷的保护措施会越来越多。在实际应用中，输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。如在高原山区，雷击次数多，而且地形越恶劣的环境越严重，经验表明采用单一的避雷器不能产生很好的避雷效果，但是如果配上新技术无源电晕场驱雷器防雷装置就可以大大降低雷击率和线路跳闸率，所以在输电线路中无源电晕场驱雷器装置既可以在平原应用还可以应用在地质恶劣的山上。

参考文献

[1]胡毅.输电线路大范围病害事故分析及对策[J].高电压技术，2005，31（4）.

[2]王利国.110kV及35kV送电线路的防雷措施[J].广西电业,2007（4）.