架空输电线路是电力网及电力系统的主要构成部分。因为它暴露在自然之中，故很容易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经的地方大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，受到雷击的机率较大。据统计，在我国跳闸率比较高的区域的高压线路由雷击导致的次数约占40%～70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地势复杂的区域，雷击事故率更高。某供电局现有35kV及以上输电线路共1630公里，数据显示，某供电局历年雷击构成线路跳闸的份额均在60%以上。由此可见，雷击是导致的输电线路跳闸故障，威胁电网的安全稳定运行及供电可靠性的主要元凶，必须高度重视输电线路的雷击防治，以保证输电线路的安全、可靠、稳定、经济运行。
1雷电的形成
雷雨时候的空中云层因带有很多的电荷，对大地发生静电感应，雷云下方90%以上为负电荷，此时，大地及附属物上感应出异性电荷，雷云与大地如同一个无穷的电容器。当云中电荷密布处的电场达到25～30 kV/cm时（即空气击穿强度），其空气被电离成通道，构成由雷云对地先导放电，其放电现象成跳跃式进行，至地上附件时，使先导放电通道成为主放电通道，地上感应的无穷电荷沿主放电通道进入云端中和，便构成雷电。
2雷电的特点及易击点
雷电比较容易击中地上的突出物。输电线路高跨于户外，因而，架空输电线路越长、对地间隔越大，受到雷击概率越大。传统上雷电强度用雷暴日（在气象站内调查到闪电雷声的调查日称为雷暴日）来统计，与雷电次数无关。但雷暴日是依照一天内只需有一次雷暴来定义的，未表明在这一个雷暴日内雷电活动持续时间或雷击密度。所以，靠雷暴日来猜测架空输电线路雷击频率不够科学，因而用年平均落雷密度能更精确地反映架空输电线路雷击频率。运行发现，线路受到雷击不是均匀分布的，而是有的杆塔和线段雷击概率高，有的杆塔和线段长时间无雷击。这些易受到雷击的杆塔和线段称为易击点和易击段。容易受到雷击的地点有：土壤电阻率较小的地方，如地下有金属矿床的区域、河边；具有土壤电阻率区别较大的交接地段。因而，运行单位需求整理、完善易击点或是易击段线路台帐，做好这些地点输电线路的防雷办法。
3雷电的分类和对架空输电线路的危害
雷电直接击中导线、避雷线、杆塔顶部的称为直击雷。雷击架空输电线路导致的绝缘闪络主要分为反击闪络和绕击闪络。当雷电击中线路附件地上或建筑物时，导线上感应堆集的电荷会发生很高的感应电压，然后导致空气空地击穿称为感应雷。感应雷闪络跳闸一般发生在35 kV以下线路。
3.1反击的概念及应对措施
雷击塔顶或避雷线时，雷电流通过塔体和接地体，由于杆塔电阻和接地电阻的存在，使塔体电位升高，一同在相导线上发生感应过电压。假如塔体增加的电位和相导线感应过电压构成的电位差超越线路绝缘闪络值，就会发生闪络，这种闪络称为反击闪络（简称反击）。反击一般表现为多相、多回闪络。衡量反击雷电流临界值称为耐雷水平。送电线路的耐雷水平与绝缘子串的50%冲击放电电压、雷电流强度和杆塔的冲击接地电阻三个因素有关。一般来说，线路绝缘子串的50%冲击放电电压是固定的，雷电流强度与地理位置、气象条件有关。因此，对于装有避雷线的线路，降低接地电阻是提高输电线路耐雷水平的最有效方法之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2014年，某供电公司对18条220 kV输电线路杆塔接地电阻进行测量，共测量杆塔1 650基，锈蚀开挖检查200基，其中发现不合格35基，对于接地电阻不合格的杆塔进行改造，然后有效管控了线路反击事故。另外，架设避雷线是防雷维护最基本的办法之一。避雷线的防护作用是：阻拦雷电直击导线；避雷线的分流作用，避雷线根数越多，分流作用越大，耐雷水平越高；避雷线与导线之间的电磁耦合作用，降低了线路绝缘两端的电位差，提高了耐雷水平。有避雷线的线路还应避免雷击档距中心时反击导线。依照规划要求，15℃无风时，档距中心导线与避雷线间的间隔宜满足式（1）的要求。
式中，S为导线与避雷线间的间隔，单位是m；L为档距长度，单位是m。同时，杆塔上两根避雷线间间隔不该超越导线与避雷线间垂直间隔的5倍。
3.2绕击的概念及应对措施
当雷电绕过架空避雷线而直接击中某相导线时称为绕击。由于绝缘子串是杆塔耐雷水平最低的部件，所以很小的雷电流就会导致沿绝缘子串闪络的接地跳闸。因此，工作线路上大都雷击跳闸均由绕击导致（220 kV及以上线路，绕击跳闸抵达90%以上）。雷击相导线频率与雷击线路频率之比称为绕击率。绕击一般表现为单相闪络。一般情况下，避雷线保护角（在杆塔和横担的铅垂面内，避雷线与外侧导线连线和避雷线对地垂线之间的夹角α称为保护角）越大，绕击率越大；杆塔越高，绕击率越大。单避雷线保护角一般不大于30°，双避雷线可为20°及以下，500 kV一般不大于15°，地线保护角减少对线路受到雷击的概率减少10倍左右。增加绝缘子片数或减小地线保护角对降低绕击跳闸最有效。减少保护角可以选用杆塔增加改造，或是易击段计划时恰当减少保护角，对于高等级线路选用零保护角或负保护角计划。在多雷区和易击点、大跨过杆塔上设备线路型金属氧化物避雷器，避雷器与相导线绝缘子串并联，可以防护线路绝缘雷击（包括反击和绕击）闪络。2013年，某供电公司在220 kV蒙丁2747/2748线路加装了10套输电线路防绕击避雷针和9套线路型避雷器。运维单位应加大输电线路雷害治理力度，展开差异化防雷改造，进一步提高输电线路防雷技术。
结束语
雷击导致的输电线路跳闸事故，严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。经过结合输电线路运行管理工作的经验，对输电线路在运行进程中受到雷击进行了分类。对于不同类型的输电线路，提出了防治雷击的办法，并验证防雷办法的作用。讨论结果表明，架空输电线路雷击故障受很多因素的影响，且具有一定的随机性和复杂性。对输电线路雷击问题，应从实践出发，量体裁衣，进行综合管理，以便能行之有效地减少或控制雷击故障。在进行防雷规划或改善办法前，必须进行仔细的实地调查分析，以便充分把握地理、气象及线路运行等各方面的状况，计算线路的耐雷水平，研讨采用办法的可行性、工作量、难度、经济效益及作用等，最终决定采用某一种或几种防雷办法。
参考文献：
[1]傅惠芹，江奕川．输电线路防雷措施研究[J]．电网技术，2015，23（12）．
[2]毛和君．输电线路雷击原因分析及防雷技术研究[J]．中国科技信息，2015，26（8）．
[3]陈锐郭，王涛，蔡亮．当前输电线路的防雷措施的探讨[J]．我国新技术新产品，2015，21（8）．
[4]易辉．输电线路绕雷击事故及对策[J]．输电线路绕击事故及对策，2015，21（11）．
论文作者:张峻澄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：线路论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 雷电论文; 导线论文; 防雷论文; 雷暴论文; 《电力设备》2017年第1期论文;