摘要：雷电是夏季经常出现的现象，其存在一般会对人们的生产生活产生很大的隐患。根据多年的实验研究证明，雷击发生的位置具有很强的规律性，这种规律在学术上被称为雷击的选择性，在实际情况中，输电线路的故障率很大程度上决定于雷电对输电线路的选择性。
关键词：输电线路；雷击选择性；影响因素；措施
1雷击对于输电线路的危害
雷击故障是输电线路损坏的主要原因，如果110kV输电线路受到雷击，路线会首先出现跳闸现象、设备会因雷击而遭到破坏，不仅如此，还有可能会对周边居民的生命财产安全带来巨大的威胁。经过多项故障事故的分析来看，雷击种类的差异会带来线路不同的故障问题，举例而言，多相故障一般就是雷电直击导致的，但是单相故障的诱因则是雷电绕击。假如将输电线路的运用环境放在山林之中，在这种交通极不便利的地方，如若发生雷击现象，将非常影响线路的巡视，对于之后的故障处理也是极为不利的。并且，雷击发生之时一般都是伴随着狂风暴雨出现的，这会对周边树木产生毁灭性影响，如果处理不当，就会带来巨大的生命财产损失。
2绕击仿真计算
2.1电气几何模型的概念
电气几何模型的主要作用是用来计算绕击的情况，经典的电气几何模型法是将具体某一段线路的特征和雷电放电的特点相互结合，进而创立的一种计算模型，这种计算模型的大致原理是雷云向地面发展的先导放电通道中，击中点一般是比较随机的，所以先导的头部如果到达了某一个建筑物的击距范围之内的话，就会首先向这个建筑物放电。然而从理论的层面上讲，仅仅只有雷电流幅值的大小才会影响击距的范围，所以先导对于其他保护装置的击距是相等的，这时就需要明确绕击率的大小是和雷电的流幅值有关系的，但是即使是这样，经典的电气几何模型在计算和分析最大击距时，并没有合理的将平均电场强度这个概念融入进去。这时，由于经典的电气几何模型存在着很多的缺陷，所以Eriksson改进了它的计算方式，之后形成了一种新的计算模型。这个新的计算模型充分的考虑了物体的具体高度值所产生的影响，进而出现了击距系数的新概念；基于新的概念和新的计算模型，某一段导线的受雷范围可以被严格的定义为一个圆弧，这个圆弧的圆心是导线，半径则是击距。这时如果出现雷电流变大的情况，就会进一步的使击距变大，从而物体的受雷范围就会变小，如果要导线完全的被屏蔽，就需要让击距变大到最大击距，这样雷电先导就会直接的击中避雷线或者是直接击中地面。
2.2最小和最大绕击雷电流
如果要进一步的确定输电线的绕击耐雷程度，首先必须要计算出输电线的最小和最大绕击值，这将很大程度上决定着输电线的绕击跳闸率。对输电线所存在的最小绕击值的计算，首先需要设定某一段输电线路的绕击耐雷水平为Imin，临界击距为Rsc，这时公式为：
Rsc=10Imin0.65（1）
对于输电线的最大绕击值而言，当雷电先导的击距值小于避雷线的击距值时，就会造成绕击。因此，暴露的弧段长度值往往对线路绕击率的值影响非常大，并且一旦暴露的弧段长度值减少到了零，这个时候导线就不用再遭受到绕击的影响，这个时候的击距就会变成了最大击距，但是这个时候也可能会出现Imax受到绕击的情况，但是绕击一般不会造成线路跳闸的情况。
2.3关于击距系数的讨论
击距系数可以直观的反映避雷线的核心属性，当实际的击距系数数值变小时，即使是使用相同型号的导线，也并不容易产生先导，同时如果地面土壤的电阻率数值较大时，也同样不容易产生先导，这时由于击距系数变化的原因，将会导致避雷线和地面始终无法完全屏蔽雷电先导，简单而言就是导线始终存在暴露弧。
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3绕击屏蔽的影响要素研究
不同输电线杆塔之间对于雷电选择性首先体现在杆塔输电线的高度以及杆塔输电线的避雷线保护角。通过输电线路的实际运行数据可以了解到，线路所截获的雷电量，会随着杆塔变高而逐渐的变多，主要原因便是杆塔高度变高之后，能够引雷的面积也会随之变大，所以雷的次数也会进而升高；另外，如果杆塔的高度值变高，就会使得相应的地面屏蔽能力变小，进而就会让更多的雷电击中导线，这个时候根据数据显示，在落入垂直平分线以下的绝大部分雷都会击中导线，这个时候绕击便会随时产生，所以现实中某一段线路的耐雷能力会大大减弱，意外跳闸情况也会变得常见。所以，在不用影响其他方面的情况下，降低杆塔高度是一种合适的方式。
其次，雷电选择性会体现在杆塔输电线所存在的避雷线保护角。这是因为在一般情况下而言，如果先导对地面物体的感应场强变大的话，避雷线将会更加容易的被雷电击中。但是如果下行先导的属性改变的话，就会出现其他的情况，雷电就会不击中输电线而击中地面，这个时候绕击就很难在出现了。所以说对于某个特定范围内的雷电流，是存在着某个临界屏蔽保护角的，这个避雷线保护角深刻影响着雷击的选择性。另外，杆塔所在地的坡面角度也是输电线杆塔绕击屏蔽的重要因素，一般来说，如果某地区的地形为丘陵或者是山区的话，那么当地绕击率的值就会偏大，如果当地的地形为平原的话，那么绕击率的值就会偏小；所以说，如果存在长度很长的输电线路时，一旦它既穿过平原地区又穿过丘陵地区，那么属于这两个地区线路的绕击率则是不相同的，所以地面倾角的数值也是影响某一个地区雷击选择性的重要因素。
最后，杆塔周围土壤电阻率也会影响绕击屏蔽性能，这是因为雷击区与地质结构是密切相关的，根据多年来的实验结果表明，一旦某个地区出现了土壤表面电阻率散布不平均的情况，那么在数值比较小的那部分区域就会有较大的可能被雷击，并且近几年的研究也证明了这一点；究其原因，主要是由雷电放电过程中土地里面电流的流通路线决定的，电阻率比较小的路径对于电流来说比较通畅，所以土地表面电阻率相对较小的区域就会聚集大部分的电荷，进而雷电也就会被吸引过去。
4输电线路的防雷保护措施
4.1降低杆塔接地电阻
水平外延接地：这种措施一般只是针对特定的情况，也就是在该区域有水平放射的情况，一旦使用到水平放射技术，就会极大的提升施工的成本，这不但可以减小接地电阻，还能够切实减小冲击接地电阻。深埋式接地极：当线路所在位置地下深处土质电阻率非常低时，一般使用的都是深埋式接地极，这样做的好处就是可以有效的防雷。在埋设接地极的过程中，必须要科学的择取埋设位置，并进行合理的参数设定，比如可以优先择取地下水比较高的地方、设置对口的地底接地设备等。
4.2架设耦合地线
架设耦合地线措施从操作上来看，就是在输电线的导线下面，多加一根用于接地的线路，以此来完善输电线路抗雷击的能力，同时避免输电线路出现反击跳闸的现象。一般情况下，这种措施的使用只是针对接地电阻比较高的输电线路。借助耦合地线，一来，能够加强导线与地线两者的耦合效应，如此一来，当出现雷击现象时，线路上就能够发出更强的感应电压了，以此缓解绝缘子串自身受到的冲击电压；二来，能够减小杆塔的分流系数，当前接地电阻的数值达到一定界限之后，来自雷电的电流会由接地装置来散流，以此来控制塔顶的电位不突破一定上限。还有一点值得注意的是，在输电线两边的耦合地线，能够加强地线的屏蔽性能，这将能够有效地避免雷电绕击事故的产生。在铺设耦合地线时，有很多技术环节都需要注意一下，比如要精准设置杆塔结构、控制强度、考察实际的地形地貌等，目的就是将耦合地线与地面之间的距离进行精准校核，做好它和导线之间的相关配合工作，进而使得耦合地线架设科学合理符合实际。
结论
综上所述，雷击问题是电网安全稳定运行的主要影响因素，据可靠数据显示，对于那些跳闸率很高的地域，由雷击造成的跳闸数是总跳闸数的一半以上。故而，相关部门应该对此表现足够的关注，认真将防雷保护工作落实到实处，切实提升线路的防雷性能。
参考文献：
[1]闫仁宝，王巨丰，李世民等.110kV输电线路雷击事件分析及防范措施[J].广西电力，2013，36（03）：36-38.
[2]齐金定，黄光伟，冯国义.输电线路雷击故障原因分析及预防措施建议[J].河北电力技术，2006，25（06）：30-33.
论文作者:杨迪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
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