摘要：近年来，随着我国加大推动电力系统建设，使得电网规模和输电线路工程逐步增加，同时，也增加了输电线路遭遇雷电灾害的概率。特别是在强雷区或强对流天气频繁的地区，输电线路受到雷击跳闸的情况频繁发生。因此，必须采取有效的防雷措施，减少输电线路遭遇雷电灾害造成的损失，本文主要对输电线路中雷击原因及防雷技术进行相关探讨分析，以供参考。
关键词：输电线路；雷击危害；防雷技术
雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。特别是伴随着科学技术的发展，开关和二次保护的产生，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故占据日益主要的地位，不仅影响线路、设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的60%以上。因此，加强输电线路防雷保护以尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。
一、输电线路防雷接地的重要性
经过对输电线路防雷接地的目的的分析，发现此种做法主要为了使输电线路的运行安全性得到保证，从而避免输电线路及线路中各类电力设备受到雷电袭击而造成不必要的事故。对工程电气设计者而言，输电线路防雷接地变得更加重要。而笔者认为其重要性主要表现为三个方面：
1.1保护线路及电力设备
在我国，现有的输电线路在电力系统中都裸露于旷野，并分布广泛。因此，在阴雨天气下很易受到雷电侵袭。由于地理因素的影响，我国境内甚至存在自然雷区，该地区内的输电线路经常受雷电干扰，进而造成系统中各大电力设备运行安全受到影响，发生设备损坏。若要将此问题得以解决，必须在其中运用防雷接地技术，做好输电线路的防雷接地，将线路防雷性能得以提高，从而防止雷击，使输电线路和电力设备的运行安全得以保护。在进行输电线路防雷接地过程中，若接地线路的电阻难以达到标准要求，就必须在线路中安装防雷装置，同时加强防雷装置的安全管理，利用线路接地与防雷装置结合技术，确保输电线路安全运行。
1.2保护人类财产与生命安全
输电线路防雷接地后，会降低意外事故的发生率，并提高输电线路及电力设备的运行安全性。将防雷接地装置安装在输电线路中，一般来说，要求将装置与避雷线连接在一起，这种做法可以使线路防雷性能得到进一步的提高。在实践中，人们通过连接临近杆塔接地线，来降低相邻杆塔的接地电阻，并将杆塔延伸到周边土壤电阻率较低的地方，这样一来，就可以使接地阻抗较好的降低，使雷击电流得到疏通。有时采用在四个杆塔底部打深井的方法来加降阻剂，或是采取长辐射地线等措施，来使土壤与地线的接触面得以增加。这些方法的目的都是为了降低导地电阻率，确保雷电产生的电流可靠的泄放到大地，这样的降低杆塔接地电阻是输电设施运行中防雷必不可少的措施，可以提高输电线路防雷的可靠性与实用性，从而确保人民生命财产安全。
二、输电线路雷击故障原因分析
2.1线路绝缘水平偏低
对于一些偏远山区输电线路而言，由于线路自身综合绝缘性能偏低，当雷击线路放电时，促使输电线路表面的电压值突然剧增，当超过线路绝缘耐压水平时，配电线路将会被击穿，引起线路跳闸、断线等故障或事故发生，影响供电的安全可靠性，造成巨大的经济损失。
2.2线路综合防雷设施不足
一些偏远地区的输电线路依然采用传统的防雷设施，其防雷的可靠性、准确性等已很难满足现代智能配电网需求。防雷设施不足，主要在变电所出线侧或终端杆处安装氧化锌避雷器，整个线路中间缺少必要的防雷保护设施，导致整个电网综合防雷性能较差，不利于长距离输电线路的雷击综合保护。
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2.3输电线路避雷器设置不合理
一些雷电高发地区的输电线路，在规划设计过程中，没有结合当地的地质、气象等条件设施完善的雷击防护体系。虽然在线路安装过程中，加强了线路安装质量的监控，但由于没有设置完善的防雷体系或防雷设备质量较差，当线路发生雷击时，防雷设备不能发挥正常作用，雷击断线、绝缘闪络等事故时有发生，给输电线路造成严重的破坏。
三、电网输电线路防雷技术研究
3.1架设避雷线
这是超高压线路防雷的基本措施，其主要作用是防止直接雷击导线，产生危及绝缘的过电压。装设避雷线后，雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地，从而可保证线路的安全供电。根据接地引下线接地电阻的大小，在杆塔顶部造成不同的电位；同时雷电波在避雷线中传波时，又会与线路导线耦合而感应出一个行波，但这行波及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电波直击档中导线时产生的过电压幅值小的多。110kV及以上电压等级的线路一般都应全线架设避雷线。
3.2装设接地装置和降低杆塔接地电阻
装设接地装置是防止架空输电线路雷害事故的有效措施之一。接地装置由接地体和接地线组成。接地体指埋入地中直接与大地接触的金属体。接地线指电力设备与接地体连接的金属体。
对于一般高度的杆塔，降低杆塔冲击接地电阻是提高线路耐雷水平降低雷击跳闸率的有效措施。在土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土的自然接地电阻，在高土壤电阻率的地区，用一般方法难于降低接地电阻时，可以采用多根放射形接地体，或连续伸长接地体；或者采用有效的接地降阻剂降低接地电阻值。
3.3架设耦合地线
在雷电流活动频繁或经常遭受雷击的地段，可在导线下方另架1～2条逐基接地的架空地线（镀锌钢绞线），通称为耦合地线，以改善耦合系数。耦合地线与避雷线一样，具有分流和耦合作用，可分流杆塔雷电流12%～22%，降低绝缘子串上承受的过电压、减少和防止线路绝缘子的闪络。运行经验表明，耦合地线对降低线路雷击跳闸的效果显著，约可降低50%左右。但需注意，在大弧垂时，档距中央偶合地线与导线间的距离不小于表1～2所规定的数值。
3.4采用消弧线圈接地方式
在雷电活动强烈时，接地电阻又难于降低的地区，对于110kV及以下电压等级的电网可考虑采用系统中性点不接地或经消弧线圈接地方式。这样可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至于发展成为持续共频电弧。而当雷击引起二相或者三相闪络故障时，第一相闪络并不会造成跳闸，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。我国的消弧线圈接地方式运行效果良好，雷击跳闸率大约可以降低1/3左右。
3.5增装线路杆塔上氧化锌避雷器
为了减少输电线路的雷电事故，提高供电可靠性，利用复合氧化锌避雷器来降低输电线路雷击跳闸事故率，将复合氧化锌避雷器安装到线路雷电活动强烈或者土壤电阻率和高、降低杆塔接地电阻有困难的线路，以提高线路的耐雷水平。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。
四、结语
输电线路常规的防雷保护措施仅能部分的减少线路雷击跳闸次数，为大幅度降低或消除线路雷害事故，必须采取更有效的新措施。线路遭受雷击既然是不可预测，不可避免的，那么我们应顺其自然，以疏导为主，对于输电线路的特殊区域，应满足设计规程所要求的接地电阻和耐雷水平，必要时要进行校验，以便选择适当的保护措施。
参考文献：
[1]李明光. 110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J]. 经营管理者, 2016(13).
[2]王魁业. 浅析输电线路防雷技术分析及维护措施[J]. 科技创新导报, 2017, 14(28):62-62.
论文作者:曾凡臣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：线路论文; 防雷论文; 杆塔论文; 雷电论文; 避雷线论文; 事故论文; 电阻论文; 《电力设备》2018年第31期论文;