有关送电线路防雷措施的分析和探讨

摘要：文章通过分析高压送电线路雷击闪络跳闸产生的原因，在进行线路防雷工作时，提出一些合理的防雷方式，以提高送电线路耐雷水平。并结合自己多年在送电线路防雷措施方面取得的经验分析了目前线路防雷的主要措施，以供同行进行交流。

关键词：送电线路；防雷；措施

中图分类号： TU856 文献标识码：A文章编号：

引言：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。进行高压送电线路设计时要全面考虑，综合分析每一条线路的具体情况，通过安全、经济、质量比较，选取有针对性的防雷设计技术措施，以达到提高供电可靠性的目的。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，是电力工作者必须引起重视的问题。

一、设计的原则

线路防雷保护首先在于抓好基础工作，目前国内外在雷电防护手段上并没有出现根本的变化，很大程度上要依赖传统的技术措施，只要运用得好，仍然是可以信赖的。对已投运的线路，应结合地区的地貌、地形、地质以及土壤状况与接地电阻的合理水平给出正确的评价，找出可能存在薄弱环节或缺陷，因地制宜地采取措施。

二、雷击线路跳闸原因

在进行高压送电线路设计时，我们选择防雷方式首先要明确高压送电线路遭雷击跳闸原因主要有以下两点：

1、高压送电线路绕击

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。山区高压送电线路的绕击率约为平地高压送电线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节；一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。

2、高压送电线路反击

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，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。

三、送电线路防雷措施

在选定线路的防雷设计措施时，应对线路重要程度；线路经过地区的雷电活动强弱；系统的运行方式；地貌、地形特征以及土壤电阻率等条件进行全面的考虑，并结合已有电力线路的运行方式，通过经济、技术等的全面比较，再确定合理、经济的保护措施，主要有以下几个方面。

1、输电线路绝缘配合的合理选择

在输电线路中，绝缘配合应对电气设备在系统中能够承受的电压、设备绝缘的耐受特性以及保护装置特性进行综合的考虑，正确、合理的确定设备绝缘水平，使设备的造价和维修费用以及由于绝缘引起事故的损失，能够在运行上和经济上达到总体效益的最高目的。

对绝缘子串的片数选择：要有足够的机电破坏强度；要有一定电气绝缘强度；因为在正常电压的作用下，绝缘子表面会出现一定的污秽，可能会导致绝缘子表面发生闪络。同时，绝缘子串要能够经受过电压的作用；在防污闪的要求外，选择绝缘子时应取决于绝缘子的损坏率；在满足铁特设计要求前提下，0~2级的污秽区域应采用玻璃绝缘子或优质瓷质绝缘子，而3~4级污秽地区需采用复合绝缘子。而塔头绝缘的选择，应取决于绝缘子串和空气间隙的放电电压，并和大气状态有密切的关系。这主要是因为空气湿度、密度对电压的影响所产生的，外绝缘放电电压会随着空气的湿度、密度增加而升高。当湿度在80%以上时，绝缘表面会发生闪络现象。

2、降低铁塔接地电阻

降低铁塔接地电阻是输电线路的防雷设计措施的重要组成。其主要方法有： 采用电阻降阻剂、爆破接地以及使用多支外引式接地装置等。采用电阻降阻剂是指在接地极四周敷设降阻剂，能够增大接地极的外形尺寸，减小和大地介质间的电阻作用，从而降低接地极接地电阻。此种方法主要用于小型接地网，其效果较为显著。爆破接地是新型的降低接地装置电阻的技术，其作用原理为：由于爆破制裂，用压力机把低电阻材料挤入裂隙中，改善土壤的导电性能。使用多支外引式接地装置多用于接地装置四周有不冻的或者导电良好的湖泊河流。在安装和设计过程中，应考虑干线本身具有的电阻所引起的影响。一般外引式接地极的长度要小于100m。

降低铁塔接地电阻还包括深埋接地极、更换土壤、深井接地以及土壤的化学处理等方法。在采用接地电阻措施时，要依据当地的气候状况、原有线路的运行经验、地貌特点以及土壤电阻率等条件进行综合、前面的分析，并通过有关经济、技术的比较，制定合理的方法。只有这样，才能确保设备、线路的正常运行，避免接地装置投资过高的情况发生。

3、架设避雷线

架设避雷线对输电线路的防雷保护有重要的作用。避雷线能够有效的防止雷电直击在导线上，避雷线的作用主要有：减小通过铁塔的雷电流，降低塔顶电位；通过耦合作用降低绝缘子电压；通过对导线的屏蔽能够降低导线的感应过电压。

一般而言，输电线路的电压越高，使用避雷线的作用效果越好。同时，避雷线的造价比重也越低。因此，我国相关规程规定，在220kv及以上的电压级输电线路中，避雷线应全线架设，66kv的线路中，也应架设避雷线。在超高压的输电线路中，应设置双避雷线，由于正常工作电流会在两根避雷线之间的闭合回路中产生感应电流，从而引起功率的损耗。为降低这种损耗，把避雷线兼作继电保护和通讯的通道，可以把避雷线通过小间隙与铁塔绝缘。雷击作用时，会击穿间隙，使避雷线与大地相接。

4、重点线路的保护措施

重点线路的保护措施应注意以下事项，35~66kv送电线路中，若没有全线架设避雷线，需在变电所附近进线段架设，并在发电厂、架空线和电缆的连接处装设避雷器。在10kv以上电压线路中，若出现电路交叉或和通讯线路、低压线路交叉时，应采取以下保护措施：①若铁塔与交叉点距离在40m内，可以不在此线路搭设保护用接地装置。②交叉档两端铁塔或钢筋混凝土杆均应采取接地措施。③10kv以上电力线路中，若交叉档两端无避雷线且采用钢筋混凝土杆时，应装设保护间隙或避雷器。

对于大跨越档的保护，其绝缘水平应高于同一线路中的其它铁塔。若铁塔高度在40m以上且装有避雷线，每增高10m需增加绝缘子。铁塔高度在100m以上时，绝缘子的数量应由线路的运行经验和经过雷电的过电压来确定。对于整个线路都没有架设避雷线的10kv以上的新建线路大跨越段，应及时的架设避雷线。若大跨越档没有避雷线，需架设保护间隙或管型避雷器。新建的线路应额外增加一层绝缘子。

四、防雷设计注意方面

作为设计部门，我们在进行送电线路设计时还应注意以下几点：

1、在选择高压送电线路路径时，应尽量避开雷电多发区或对防雷不利的地方；对于易受雷击的杆塔接地，要尽量降低接地电阻。

2、在选择避雷方式时也要充分考虑本地区的防雷经验及特点，选用合适的避雷方法；

3、对于雷击多发区也应当减少大档距段的设计和在规程允许的范围内降低塔高。

4、加强高压送电线路的验收。对于新投产的高压送电线路，做好高压送电线路的验收工作，抽查接地体的埋深是否符合规程的要求，射线长度是否达到设计的长度，接地体与接地引下线是否有可靠的电气连接，这些都是保证杆塔可靠防雷基础。

5、对已投运的线路，生产单位要加大对老旧线路的投资和改造力度，对运行中发现问题较多的线路、雷击频发区段，要集中人力、资金，尽快进行改造。

五、结语

雷电活动随机性强，为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑高压送电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压送电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献:

[1]张殿生。电力工程高压送电线路设计手册，水利电力出版社，2008

[2]陈林。雷电全时空监测系统在超高压电网应用中的关键技术研究， 重庆大学，2010