摘要：在220kV高压输电线路中，雷击跳闸一直是困扰整个输电线路运行工作的难题，雷害事故几率占导致跳闸事故的1/3 甚至更多。所以防雷措施是必不可少的重要环节，提高线路耐雷水平是确保线路畅通的主要途径，也是提高线路安全运行的可靠性，从而保证电网连续供电的目的。
关键词：输电线路 雷击 防雷
一、引言
220KV输电线路对整个电网供电具有十分重要的地位，为此当线路遭受雷击后，在雷电流与工频电流双重作用下会给配套的防护与运行设备产生危害。为此，需要根据线路实际所处的环境，制定出合理的防雷措施。本文提出了一些输电线路实际的防雷方法，这些方法对输电网的安全运行工作具有一定的参考意义。
二、雷击线路跳闸原因
1.高压输电线路绕击成因分析。根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。
2.高压输电线路反击成因分析。雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值，即Uj＞U50%时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。
三、高压输电线路防雷措施
1.加强高压输电线路的绝缘水平。高压输电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压输电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。
2.降低杆塔的接地电阻。高压输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高高压送电线路耐雷水平的基础，是最经济、有效的手段。
3.根据规程规定：在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可以增设耦合地线。由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压输电线路的耐雷水平。
4.适当运用高压输电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压输电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。目前在全国范围已使用一定数量的高压输电线路避雷器，运行反映较好，但由于装设避雷器投资较大，设计中我们只能根据特殊情况少量使用。
四、输电线路防雷设计探讨
线路设计中的防雷非常关键。一般来讲，线路防雷可以采取的措施有下述几种，在具体的设计中，应遵照结合实际、经济性、合理性等原则，进行综合考虑。
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1.增加绝缘子
按照相关规定，线路绝缘是有一定要求的：（1）若线路所处地区的海拔不超过一千米，那么，110kV线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右（最好是8片）。（2）若档距比较大且杆塔高度超过了四十米，那么，绝缘子数量应按照每增加十米加装1片的标准来确定。
2.优化接地装置
以220kV线路为例，其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后，线路出现跳闸的次数会有所减少，故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲，优化接地装置之后，输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%；如果接地装置以往设置的比较不合理，在经过改良之后，跳闸率降幅甚至可以达到50%。具体实施中，接地装置改良的要点是降低电阻，一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等，应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下，降阻可采用布设接地极的方法，以解决接地不良问题。但要注意的是，不同线路的布设要求也不一样，实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路，接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始；若为铁塔线路，接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为1.5米长的，间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外，接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。
3.加装避雷设施
若杆塔较高，不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距，还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下，杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中，雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题，现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110kV线路来讲，侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置，长度一般约为3米，安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。若横向设备需加装避雷针，那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现，其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲，侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用，对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是，其也有一个明显的局限性：引雷率较高。对于这个局限性，目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。
另外，氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况，可有效降低跳闸率以及绕击率，对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。
4.调整保护角
目前，线路防雷除了上述措施之外，调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果，但是，其缺点也比较多，其中包括：投运线路往往很难进行保护角调整；部分线路无法实施；此种做法需要大量资金作为支持，成本较高。所以，在具体线路中，应结合资金实际和技术能力，综合分析以确定合理的保护角，保证线路效益。
五、结语
随着国民经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性，目前世界上对输电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分。雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。
参考文献
[1]吴广宇.过电压防护的理论与技术[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]陆峙酉，安启良.输电线路雷击类型及防雷保护探讨[J].科技创新与应用，2013，（36）：36.
[3]唐睿，张锡泉.架空输电线路雷害分析及措施[J].农村电气化，2015（S1）：29-30.
论文作者:贺秀义
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/4
标签：线路论文; 杆塔论文; 高压论文; 防雷论文; 避雷器论文; 雷电论文; 过电压论文; 《电力设备》2017年第16期论文;