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摘要：高压输电线路在电力系统中有着非常重要的作用，高压输电线路是否正常对电力系统的运行有着决定性的作用，但是高压输电线路容易遭到雷电的袭击，导致高压输电线路会出现不同程度的问题，为了减少上述现象发生，电力部门需要对220kV高压输电线路进行防雷设计。基于此，本文就220kV高压输电线路的防雷设计进行深入分析，希望对电力部门输电线路的防雷工作有一定的帮助。
关键词：220kV；高压输电线路；防雷设计
1雷电对输电线路的危害
1.1雷电的高热效应对输电线路的危害
雷电在放电过程中打到输电线路上，雷电的高热效应就会瞬间转化成数十万安培的电流，此时雷电流在输电线路杆塔上产生非常高的热能，会达到金属的融化点，输电线路杆塔上的金具导线可能出现融化的现象，严重的将会出现断线或倒杆，对电力系统的稳定运行和工业的安全生产都造成了一定的威胁。
1.2对反击破坏危害进行分析
在输电线路正常运行过程中，雷击中的反击破坏会导致线路遭受次生性危害，对这一危害的解释是输电线路中的避雷设备在正常使用过程中会被雷击中，这样就导致线路设备在使用过程中出现雷击现象，从而使得线路无法正常运行，进而出现短路等现象，严重的时候会导致线路出现中断，进而对输电线路的稳定运行产生十分不利的影响，造成整个电力系统的瘫痪。
1.3雷电的高压效应对输电线路的危害
雷电在放电过程中，雷击点瞬间达到10万伏特以上的高压，如果雷击点在输电线路上，输电线路上的一些电气设备和金具导线瞬间受到非常大的破坏，可能会出现短路、跳闸、变压器烧毁等情况，破坏比较严重的将会引起火灾，使电力部门蒙受很大的经济损失。
2雷击过程分析
2.1雷击产生的主要原因
220kV高压输电线路多采用架空架设，远距离传输电能，架设的杆塔全高36米以上（按呼高18米计算），在空中很容易遭遇雷击，雷击产生强大的感应电流随供电线路进入变电站。线路遭受雷击后，不仅会损坏电力设施、影响正常输电，还会破坏电力通信系统。虽然在各个高压输电线线路都配备了高压和阀型避雷设施，但是因现有的设备反应较慢且残压较高，因此会造成低压输电线路的暂态过电压。
2.2高压输电线的感应电流
在雷雨天气中，雷电会使高压输电线路的架空导线产生感应电流。一旦雷云对大地放电，就会使高压导线中的电荷挣脱束缚，形成自由移动的电荷，并以雷电冲击波的形式向输电线路的两端传动。此时，电荷的移动就会产生感应电流，并与导线中的电阻形成雷电感应电压，且电压很高，足以对电力设施造成致命的破坏。
2.3危害产生的顺序
在雷击发生之后，一般都会经历以下几个阶段：一是在雷击之后，高线输电线路内部产生强电压；二是受过电压影响，高压输电线形成闪络；三是闪络逐渐向工频电压转变；四是供电系统跳闸，供电被迫中止。
3.220kV高压输电线路防雷设计策略
3.1合理设置避雷线
为了提高220kV高压输电线路的防雷效果，应合理设置避雷线，充分发挥避雷线的应用保护作用，并且避雷线可有效分流巨大的雷击电流，使杆塔中流入的电流大幅度减少，从而避免电力设施受到强大电流侵害而遭受破坏。另外，架设避雷线时通常都遵循一定的原则，线路电压和避雷效果成正比，随着电压的升高，可获得明显的避雷效果，所以为了保障220kV高压输电线路的安全性和稳定性，优化避雷线架设。
3.2降低杆塔接地电阻
通过降低杆塔的接地电阻，降低回路电阻，降低雷电过电压和绝缘体过电压，减少雷击电流对输电线路的影响，有效降低雷击跳闸率。接地电阻和土壤电阻率和接地电极形式，在避雷线安装频率条件下不同土壤电阻率输电线路杆塔的情况下显示在标准的接地电阻表不应超过，通过改变土壤电阻率和接地电极降低杆塔接地电阻。
表1输电线路杆塔工频接地电阻表
在实际施工过程中，具体降低杆塔接地电阻的方法包括：①对杆塔水平接地体填充电阻率低的物质，即施加降阻剂，或因地制宜利用杆塔附近低电阻率的物质，这种方法施工简单经济；②将水平外延接地，这种方法成本较低，对环境影响小，能够有效降低接地电阻；③深埋杆塔接地极，使接地极与地下较低电阻率的土壤接触，但这种方法施工难度较大，一般不采用。
3.3安装线路型避雷器
安装避雷器、避雷器和线路绝缘子串并联，能有效保护绝缘子不发生闪络，降低线路雷击跳闸率。避雷器安装完毕，如果线路被雷击，雷电将穿过塔流到地上，或被雷击线进入相邻的塔。当电压大于避雷器的触发电压、电流并联避雷器避雷器动作，进线通过大多数电线，提高了导体的电位，减少潜在的架空线差，电位差小于绝缘子串闪络绝缘子串闪络电压不发生。在一般情况下，220kV输电线路防雷、耐雷水平塔将达到200～300kA的分，有效防止雷电绕击和背，具有良好的防雷效果。
3.4安装自动重合闸
220kV高压输电线路发生跳闸故障以后，由于雷击发生的工频电弧和冲击闪络往往引发快速游离，很容易导致220kV高压输电线路发生严重损坏。所以为了提高防雷水平，应结合220kV高压输电线路的具体运行状态，合理安装自动重合闸，考虑到中性点接地电网中大多数雷击事故都出现单相闪络，所以可采用科学、合理的单相重合闸，一方面减少断路器运行故障的维修工作量，另一方面有效降低对于电网安全供电的影响。
3.5采用消弧线圈接地方法
消弧线圈接地方法在雷电活动频繁和接地电阻难以降低的地区比较常用，此种方法能够大幅度减少单相着雷闪烁故障的发生。这些地区还可以采用中性点不接地的方式进行防雷。按照一般情况，当三相和二相着雷时，一相导线却不会因为雷击的发生而出现跳闸问题。导线闪烁后和地线的作用一致，这时就等同于提高了线路的耦合作用，降低了未发生闪烁问题的相绝缘子的电压，从而使线路耐雷水平提高。220kv高压输电线路中，相对电容比较大的电网系统，消弧线圈接地时还需要采取补偿的方式，促使单项接地的故障电流低于10A，保障高压输电线路具备恰当的脱谐度。消弧线圈接地时要重点考虑电压的影响，防止电压出现偏差，控制在15%Un的范围内，确保防雷信号的稳定传输，与此同时还要保持1：2的容量与额定比，以免消弧线圈防雷过程中出现补偿误差。
4结束语
雷电是一种自然现象，尽管目前任何一种防雷措施都无法完全保证起到防雷的效果，但是高压输电线路的防雷技术仍旧值得研究与完善。高压输电线路的防雷技术与居民的日常供电有重大联系，对线路进行防雷措施就是为了减少雷害概率及雷击的跳闸次数，以保证线路的正常运转。
参考文献：
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[2]詹其彪，刘渊.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作，2014（08）.
[3]李强.220kV输电线路设计要点分析[J].硅谷，2014（21）.
论文作者:刘燕平1,刘亮2,陈攀3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：线路论文; 高压论文; 杆塔论文; 雷电论文; 防雷论文; 输电线论文; 避雷线论文; 《电力设备》2017年第30期论文;