电力系统输电线路的防雷措施探讨

【摘 要】在对传统输电线路防雷措施进行分析的同时，对当前广泛使用的几种线路防雷措施进行探讨，同时从工程建设实践出发，提出了新建线路防雷施工及运行策略。

【关键词】输电线路；防雷；避雷器

引言

电力系统架空输电线路经过的场所一般是丘陵、旷野、高山等地区，输电线路长，而且容易遭受雷击。在使用的过程中，即使雷击没有直接击中电力线路，当雷击发生时依然会在导线上产生较强的感应电荷，从而在导线上形成电流，而这些电流将通过线路侵入到电气设备以及变电站中，从而在这些设备上形成过电压，一旦电弧电压超过额定电压，将直接造成设备的损坏。所以，在实际的线路使用过程中需要增强对应的防雷措施，这不但可以减少雷击导致的输电线路跳闸问题，而且还能保证变电站设备中的电气安全稳定运行，保证电力系统持续、稳定的工作。

1 传统输电线路的防雷措施

传统的电力系统输电线路防雷措施主要是通过提高线路的绝缘水平、架设避雷针线或者是降低杆塔接地电阻三种方式来达到防雷的目的。传统的输电线路防雷措施防雷效果并不很好，但是在特定的场合依然有其应用价值。

1.1 提高输电线路的绝缘水平

输电线路的绝缘水平是指线路所采用的绝缘子类型，片数，导线与杆塔构架间的空气间隙、与避雷针线间的空气间隙、与其他类型建筑物的最小允许界限的确定。在确定线路的绝缘水平过程中，应该首先分析、考虑线路通过区域的气候、环境以及雷击频率等相关因素。为了提高输电线路的绝缘水平，通常采用适当增加线路绝缘子数量的方式来达到目的。

1.2 避雷针线的架设

架设避雷针线是为了减少雷击对线路直接的发生概率，主要采用双避雷线的方式来减小保护角。当前我国的35kV及以上的输电线路都采用了双避雷线架设方式，其保护角已经达到了最低的水平。

1.3 降低杆塔的接地电阻

通过降低装设有避雷针线杆塔的接地电阻能够有效的提高输电线路的防雷水平。对那些由于地形限制而使得杆塔不能装设接地体的，可以采用打垂直接地体、引伸接地以及背土埋设接地体等处理方式，使得接地体电阻达到对应的范围。

2 当前广泛使用的几种线路防雷措施

2.1 设置耦合地线

对于设置了避雷线，遭受雷击频率较高的线路段，单纯的依靠改善杆塔接地电阻难以达到对应的防雷效果。这时，可以在导线的下方设置一条耦合地线的方式，或者直接采用双避雷线线路加设两条耦合地线的设置方式。通过设置耦合地线能够明显增加耦合系数，对杆塔两侧进行分流，从而达到提高杆塔耐雷击水平，降低雷击跳闸发生概率的目的。但是，采用设置耦合地线的方式还存在着相关问题，例如设置耦合地线之后，需要适当增加杆塔的承受能力。另外，在设置过程中还需要考虑其对地距离，杆塔高度可以适当提高。

2.2 采用线路型金属氧化物避雷器

近些年来，我国以及美、日等国家爱输电线路雷击多发地区以及易雷击点、高土壤电阻率地区采用设置线路型金属氧化物避雷器的放上来提高电力系统输电线路的防雷击水平。通过将避雷器与相导线的对应绝缘子相互串、并联，能够起到很好的防绕击作用。我国在上世纪八十年代，在江苏跨越长江的220kV高杆塔处安装了线路型金属氧化物避雷器，达到了很好的防雷效果。从国内的大量实践来看，在新建高电压输电线路上安装线路型金属氧化物避雷器对于防绕击具有很好的作用。

但是，线路型氧化物（一般是氧化锌）避雷器在使用过程中存在一定的问题：其一，成本较高，一只35kV的线路型氧化锌避雷器成本达到五千元以上，而110kV、220kV的线路型氧化锌避雷器价格更高；其二，线路型氧化物避雷器在质量方面难以得到根本可靠的保证。因为高压输电线路杆塔一般设置在山区，其工作环境较为恶劣，不能针对避雷器进行现场预防性试验，一旦氧化锌避雷器出现故障，将对线路安全运行造成影响。

2.3 设置放绕击避雷针

在设置防绕击避雷针时，一般是采用装置负角保护装置的方式，即在横担边导线的悬挂点外侧设置两个沿水平方向伸展的避雷针。这样可以有效避免边相导线部分的绝缘子噪声绕击作用，进一步将绕击的范围缩小。通常可以将绕击避雷针放置在导线横担的两端。该种避雷方式对于山顶输电线路、水库与湖泊边缘的输电线路具有很好的防雷效果。

3 新建线路防雷施工及运行技术

3.1 合理设置绝缘子数目

在设计新的线路时，根据设计经验确定某线路段为雷击频发段时，在既有的设计基础上每个绝缘子串再增加2片绝缘子，以达到保持线路绝缘水平的同时尽量减少资金投入的目的。但是，所增加的绝缘子数量不能过度，以保证线路绝缘子数必须与变电站的绝缘等级相配套。

3.2 强化线路的运行维护管理工作

在雷雨季节前，要做好对应的防雷措施准备工作，主要对相关设备进行检查而维修，同时组织设备检测与维护人员对线路进行巡视检查，消除接地体暴露、接头锈蚀、被盗等问题。同时，落实对应的防雷措施，做好雷电定位系统的检查、测试、维护工作，保证在雷击发生时能够及时的投入应用。另外，要更进一步掌握相关雷电的活动频率及规律数据的统计工作，强化防雷措施的实施。

另外，还应该定期开展带电检测绝缘子的活动，及时发现并更换问题绝缘子。在新建线路之初，应该尽量采用钢化玻璃绝缘子，或者是利用红外热像仪对现有的问题绝缘子进行检测。

最后，针对性的收集当地气象资料，为供电线路的防雷工作提供一个相对准确的一手资料。之后，根据雷电定位系统来设置避雷器，保证其合理分布，提高雷电保护的力度。

参考文献：

[1]黄琼.对输电线路防雷措施的探讨[J].城市建设理论研究，2011（34）.

[2]刘前刚.浅议输电线路防雷接地的措施及维护[J].中华民居，2011（10）.