输电线路雷击原因与防雷措施

摘要：输电线路的分布范广泛，很容易遭受雷击。输电线路雷击跳闸是困扰电力安全供电的一个重要原因，尤其在山区，雷击输电线路事件发生几率更高，输电线路遭受到雷击跳闸，引起电网事故，导致更大的损失。因此采用有效可行的线路防雷措施，对确保输电线路的安全稳定经济运行非常重要。笔者探讨了线路遭受雷击的原因；并着重总结了输电线路防雷击的措施。希望对输电线路防雷提供有益的参考。

关键词：输电线路；雷击；防雷措施

中图分类号：U463.62 文献标识码：A 文章编号：

高压输电线路距离长、跨度大、地理分布广，气象条件十分复杂，所以遭受雷击的概率很高，雷击事件时有发生。据电网故障分类统计资料表明，雷击引起的高压输电线路跳闸次数占总跳闸次数的40%～70%。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。输电线路故障跳闸直接影响功率的输送，同时也对电网的安全、稳定运行构成了重大威胁，采取有针对性的防范措施，尽最大可能降低输电线路跳闸率，是线路运行单位追求的目标，也是构建“坚强智能电网”的前提和根本。

1雷击原因分析

输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，这种过电压也称为大气过电压，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道，从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷，因此雷击和接地装置的完好性有直接的关系。输电线路感应雷过电压最大可达到400KV左右，它对35KV及以下线路绝缘威胁很大，但对于110KV及以上线路绝缘威胁很小，110kV及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。

直击雷又分为反击和绕击，都严重危害线路安全运行。在采取各种防雷措施之前，应该对雷击性质进行有效分析，准确分析每次线路故障的闪络类型，采用针对性强的防雷措施，才能达到很好的防雷效果。

反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压，主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关，一般发生在绝缘弱相，无固定闪络相别，所以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻，加强绝缘，提高耐雷水平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压，主要与雷电流幅值，线路防雷保护方式，杆塔高度，特殊地形有关，主要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保护角，安装避雷器等。

实际运行经验表明：山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加，绕击率较高；平原，丘陵地区的线路则以反击为主。山区线路选择良好的防雷走廊，减小避雷线保护角，加强绝缘是最有效的防雷措施。对于平原，丘陵地区的线路降低接地电阻是最有效的防雷措施。影响雷害的因素有很多，通过对输电线路雷击故障分析，准确判断雷害故障的性质，必须掌握线路的运行状况，结合现场地理情况进行综合分析。

2防雷措施

对于线路防雷工作，采取各种有效措施，为线路设置一道道有力的屏障，防止雷电波的侵入，提高线路的耐雷水平，避免或减少线路绝缘发生闪络，从根本上降低雷击跳闸率。结合电网公司线路运行实际状况，提出以下防雷措施。

2.1开展雷电参数的分析工作

结合输电智能巡检系统科技项目的实施，对公司的110kV及以上输电线路杆塔均实GPS卫星定位，并将数据输入雷电定位系统中去。今后凡是地区内出现雷电日时，都可及时查询输电线路附近雷电活动情况，进行雷电活动参数的分析，以确定线路可能遭受雷击的几率，划分出输电线路遭受雷害的等级，并采取相应的防雷措施。

2.2降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆(塔)顶电位高低的关键性因素。若杆塔接地电阻过大，则雷击时易使杆(塔)顶电位升高，对线路产生反击；若接地电阻满足要求，则雷击时绝大部分雷电流将沿杆塔入地，不会破坏线路绝缘，保证了线路的安全运行。因此，降低杆塔接地电阻或上壤电阻率是提高线路耐雷水平，防止反击的最基本最有效的措施。

2.3提高线路耐雷水平，加强线路绝缘

绝缘子性能的优劣将直接影响到线路的绝缘水平。线路运行单位应加强对绝缘子的全过程管理，加大对绝缘子的检测力度，严把质量检验关，防止劣质绝缘子挂网运行。对于已经挂网运行的绝缘子，应严格按照Ⅸ架空送电线路运行规程》的规定，定期对零、低值绝缘子进行检测，对不合格的应及时更换，并对绝缘子的劣化率进行统计和分析，确保线路绝缘始终满足运行要求。

2.4装设避雷线

避雷线又名架空地线，主要对导线起屏蔽作用，用来分流雷电流，避免雷电直击导线。避雷线敷设于导线上方，一般沿全线架设，保护范围成带状，最适合保护导线，因此常常在线路上作为防雷的主保护。一般来说，11OkV线路应沿全线架设单避雷线，雷电活动频繁地区应架设双避雷线，35kV线路一般不沿全线架设避雷线，但应在变电所进出线1～2km架设避雷线。通过将架设避雷线和降低杆塔接地电阻，将这两种方法有机地结合起来，能最大程度地泄导直击杆(塔)顶的雷电流，避免线路发生闪络。

2.5加装防绕击避雷针

对于一些雷电频繁活动区段，可在杆顶加装避雷针。避雷针不能避雷，只能引雷。雷云放电时，避雷针的针尖将成为感应电荷的焦点，雷电流沿着放电通道对避雷针进行主放电，并迅速泄导入大地，保护线路不发生闪络。在防止绕击雷方面，通常在绕击雷活动频繁区段加装负角保护针，该保护针为上翘30。长约2.4m的屏蔽针，安装在线路两边相，可有效防止雷电绕击，它与架设在导线上方的避雷线(避雷针)相互配合，截断直击雷和绕击雷效果显著，起到了很好的屏蔽效果。

2.6安装线路避雷器

对于一些雷电活动特别频繁且接地电阻经改造仍达不到要求的杆线，应广泛使用线路避雷器。线路避雷器实质上是一个非线性电阻，电压越高，电阻越小。它与绝缘子并联在杆塔上，当雷击杆塔或避雷线时，其串联间隙放电，因其雷电动作伏秒特性比绝缘子低，故能保证绝缘子不再闪络，避免了线路跳闸停电。线路避雷器在防止雷电直击杆(塔)顶、避雷线和绕击导线后对绝缘子的冲击闪络方面有很好的效果，但因其价格昂贵，故运行单位应结合本地区历年来的线路雷击跳闸情况、线路所经的地形及运行经验等进行综合考虑，合理选择安装位置，以充分利用有限资金达到最佳效益。

2.7装设自动重合闸装置

在高压输电网实际运行过程中，雷击电流大，超过线路防御范围，高压输电线路遭受雷击跳闸就不可避免，应对其进行控制。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置，可提高线路的供电可靠性。

结束语

总之，线路防雷工作是线路工作中非常重要的一部分，输电线路遭受雷击闪络而跳闸的相关因素较多，生产运行单位应认真总结、统计、分析雷害故障原因及防雷措施的应用效果，结合线路历年运行经验和沿线地形、地貌、地质、地势，在逐步摸清或划定雷电易击点杆塔和多雷区段区域的基础上，因地制宜采取综合措施来减少雷击闪络的跳闸，并进行经济技术比较，为电网的安全可靠运行打下良好的基础。同时，建议设计单位在设计新线路时，适当结合线路所经地段历年的雷电活动频率、地形地貌特征等有针对性的进行设计，如采用负保护角的杆塔，在允许的条件下尽量避开易遭雷击区，采取差异化设计等，这样能从源头上提高线路的耐雷水平。