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摘要：随着电力系统的快速发展，承担着为社会公众提供安全稳定电能的重要责任。输电线路是电力系统的重要组成部分，其运行的安全可靠性，可提高电网运行效率。但是，就电力企业输电线路而言，极易受到雷电的冲击，降低输电线路的安全可靠性。因此，有关人员有必要加强对线路防雷问题的考虑，以提高输电线路的防雷效果，保证输电线路的正常运行，提高电力企业服务效率。本文主要分析雷电对输电线路的不良影响，并阐述线路防雷几乎在输电线路设计中的具体应用。
关键词：电力系统；输电线路；防雷技术
由于各方面条件的需要与限制，我们所用的大部分输电线路和输电设备都是安装在露天的，因此相比其他因素的影响，自然因素对输电线路的影响更大，尤其是雷击，雷击出现的强电流会严重损害输电线路从而影响电力系统的正常运作，更严重的甚至会引发火灾，对人的生命安全造成威胁。因此对输电线路防雷技术进行深入研究意义重大。
1 输电线路防雷的必要性
目前为止，我国的电力企业主要就是通过架空输电线路进行输电，将电能传输到全国各个地区，再通过变电站进行电能的转换，最终形成配电网。架空线路进行传输还要受到各种不可控因素的影响从而导致输电线路跳闸，影响用户用电的稳定性。根据相关统计显示，在每年因为输电线路造成的跳闸事故中，最多的是雷电引起的。同时，雷电会给输电线路带来巨大的电流，容易引起炸毁、燃烧，并且产生强大的电动力，造成电力设备的机械损伤。并且电力系统的修复需要很多时间和人力物力，造成巨大的经济损失。因此对输电线路采取必要的措施进行防雷是提高供电的可靠性的重要手段，对减少经济损失和保证用电安全具有极其重要的意义。
2 产生雷电打击的输电线路的原因分析
2.1 地理因素所导致的雷电打击
输电线路所处的地理环境不同，通常会直接对输电线路受到雷电打击的几率存在紧密联系。如果输电线路处于一个山区当中，就会由于山区这一特定地理环境，受到山区中经常发生的雷电天气影响。加之，山区当中由于山脉的高度不一、地面较为崎岖等因素影响，就会导致空气中水汽凝结较为容易，并增加天气变化的速度。这些因素的存在，会使得山区中的雷雨天气变得司空见惯，大雨及其中所伴随的雷电将会给输电线路的日常运行造成巨大危害，从而极为容易引发地区供电的中断。除了山区之外，沿海地区由于会受到每日潮汐和海水蒸发影响，也极为容易产生大风或雷雨天气。而这些所处在特定地区的输电线路，将会更加易于受到不利因素的影响，从而使输电线路受到雷电打击的风险几率增加。
2.2 输电线杆塔高度引起的雷电打击
输电线路通常需要使用杆塔进行架设，从而使输电线路被置身于高空之中。这一特定安置位置的选择，将使得输电线路极为有可能受到雷雨天气中雷云的影响。在雷云当中经常会出现电荷的集聚，当其电荷达到一定程度不能被雷云所承载时，就会产生放电现象。而此时，就会对被置身在高空中的输电线路产生打击。在输电线路受到雷电打击时，承载线路的杆塔通常会起到媒介的作用，从而促使在短时间内受到雷击的输电线路在大地与雷云之间的电压瞬间增加，使得整条线路被击穿。因此，在进行输电线路的设计时，需要对这一问题给予积极的关注，并在设计当中进行相应防范与约束反击电流的措施。
3 防雷技术在输电线路设计中的应用研究
3.1 接地装置的设置
在输电线路设计中，相关人员应注重加强对线路防雷技术的应用，尤其在接地装置设置中，更应如此。长期以来，电力工程建设之初，并未对线路防雷技术加以有效应用，导致多数输电线路不仅绝缘性能下降，而且在遭遇雷击风险时不堪一击，影响电力企业的有序运行。在输电线路铺设工作进行中，相关工作人员可安装接地装置，能够最大限度的降低接地电阻率，对提高输电线路抗雷击水平发挥重要作用。然而，在安装接地装置时，有必要根据输电线路所在区域的地势条件、地质条件等特性而加强合理设计，以确定正确的接地方式，保证充分发挥防雷接地装置的积极作用。
3.2 在输电线路上架设避雷线
架设避雷线是一种常用的防雷技术，避雷线工作图见图1。在避雷线的作用下可以最大程度的避免雷电直接袭击输电线路，可以对雷电流进行分流，使进入输电线路的电流有所减少，进而使杆塔顶部位置的电位降低，并且对输电线路有较好的屏蔽效果，减小感应电压。相关规定要求当输电线路电压为220kV时需要全程架设避雷线；输电线路电压为110kV时在条件允许下也需要全程架设避雷线；输电线路为500kV或者大于500kV时需要架设双避雷线。为了保证避雷线的引流作用，需要在杆塔位置进行接地处理，当使用双避雷线时电流在档距与避雷线形成的闭合回路中会导致功率损耗情况的出现，为了减少功率损耗，可以通过狭小的间隙将避雷线和杆塔进行绝缘，在雷电袭击时可以将避雷线有效接地。
图1 避雷线工作原理图
3.3 自动合闸技术的运用
自动合闸技术在线路防雷技术中的有效应用，主要采用自动合闸系统，可将雷击损失降至最低，为电力企业的健康可持续发展创作良好条件。输电线路设计中，应用自动合闸系统，能够加强线路的安全防护。在雷电过程中，实现设定的合闸系统，能够对线路进行自动合闸的保护，以规避雷电对易损害线路位置的不良影响。随着我国线路防雷技术的快速发展，自动合闸技术的防雷效果逐渐增强，且能够充分发挥对输电线路的保护作用，将输电线路雷击损失降至最低。由此可见，我国相关部门人员有必要加强线路防雷技术在自动合闸系统中应用问题的研究分析，以推进输电线路安全设计工作的深入开展。
3.4 加强绝缘强度同时进行不平衡绝缘
(1)对于雷击多发地段，应该适当利用增加绝缘子片数量来提高绝缘强度。(2)目前杆塔建设中双回线路的应用越来越多，以往传统的防雷措施根本无法满足当下要求，因此有必要采用不平衡绝缘。不平衡绝缘方式应用在双回路线路中，当其中一回路开始闪络后另一回路的耐雷性会大大提高，有效防止线路在受到雷击之后出现跳闸现象，实现持续供电。
3.5 使用负角保护针
使用负角保护针，实现对杆塔架设输电线路保护。除了使用避雷线路之外，针对被杆塔架设在空中的线路，还可在线路与杆塔接触部位之间安装负角保护针，其主要是为了实现减少线路被击穿的临界距离，从而有效实现对整体线路的保护作用，使输电线路得以屏蔽外部电流影响。针对山坡、山涧等特殊地理环境，应对整条线路安装负角保护针的距离进行特定设计，一般可选取的安装距离为2.6米左右，并将负角保护针的针头设计为尖锥的形状，再进行输电线路上的安装。
3.6 加强雷电监测力度
电力部门需要加强雷电的监测力度，一定要定期进行线路全程巡检。对于适合的线路例如100kV线路可以安装雷电定位装置对雷电进行实时监测，一旦线路发生故障，可以在最短时间内确定故障点。工作人员可以根据系统数据进行分析和决策，有效降低输电线路雷击率。
综上所述，输电线路是电力系统的重要组成部分，也是为社会公众传输电能的重要载体。由于我国多数地区的环境较为恶劣，如雷雨居多，加大裸露在外界的输电线路雷击几率，既威胁输电线路安全，又可能对电力企业造成不必要的经济损失影响。防雷技术在输电线路中的应用，能够提高输电线路的防雷效果，同时可提高电力系统的运行效率。因此，加强对线路防雷技术在输电线路设计中应用问题的研究具有必要性。
参考文献：
[1] 马征鸿. 110kV输电线路防雷技术研究[D]. 华北电力大学,2015.
论文作者:姜亚成
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：线路论文; 防雷论文; 避雷线论文; 雷电论文; 杆塔论文; 技术论文; 输电线论文; 《电力设备》2017年第8期论文;