浅析输配电线路的雷击故障及防雷措施

【摘要】输电线路防雷工作是一项长期艰巨的任务。为提高电网的可靠性，保证线路不间断供电，除加强防雷保护的技术管理工作和对避雷器勤于检测外，还应从技术上采取措施；对于输电线路防雷工作，应按照“层层设防，突出重点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，有针对性地采取各种有效措施为线路设置一道道有力的屏障，减少雷电对线路的危害，提高线路的耐雷水平。

【关键词】输配电线路，雷击故障，防雷措施

中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：

一，前言

雷害事故是架空送电线路最频发的事故，我国历年送电事故统计中，雷害事故平均约占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地区和强雷地区，雷害事故可达送电事故的70%以上。线路防雷工作在架空线路的安全运行工作中是一项十分重要的工作，本文着重结合目前已采用的新技术谈谈防雷方面的措施

二.输配电线路遭受雷击的形式及危害

1.输配电线路容易发生雷击的原因分析

输配电线路雷击故障危害严重，我们应在了解这些故障的基础上探讨防雷措施。概括地说，输电线路雷击故障的原因有如下七点：线路绝缘水平低；带电部分对地间隙不够；避雷线布置不当；避雷线接地不良或避雷线与导线间的距离不够；线路相互交叉跨越距离不够；线路防雷薄弱环节措施未到位；线路处于雷击活动强烈区。

2. 输配电线路遭受雷击的形式

线路遭受雷击的形式主要包括感应雷、直击雷、球形雷。

（一）直击雷

直击雷在发生时候可以让巨大的雷电电流侵入地表，使得被雷击的地方接触的到的各种金属产生很高的对地电压，很容易发生触电事故的发生。同时，由于直接雷击释放出的电流巨大，冲击电压很容易让电力变压器和发电机发生烧毁，也可能造成电线烧毁，或者断裂，因而产生停电，甚至诱发火灾，因此，这种雷电的毁灭性巨大，造成的损失严重。

（二）球形雷

球形雷出现的次数少而不规则，因此取得的资料十分有限，其发生的原理现在还没有形成统一的观点。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。

（三）雷电感应，也称感应雷

雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场；这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体或者设备的二次放电，从而损坏电气设备。

3. 输配电线路遭受雷击的危害

雷击对线路的危害非常大。造成绝缘子串闪络，电源开关跳闸，严重时引起绝缘子串炸裂或绝缘子串脱开，从而形成永久性的接地故障；雷击导线引起绝缘闪络，造成单相接地或相间短路，其短路电流可能把导线、金具、接地引下线烧伤甚至烧断；架空地线档中落雷时，在与放电通道相连的那部分地线上，有可能灼伤、断股、强度降低，以致断地线；当线路遭受雷击时，由于导线、地线上的电压很高，还可能把交叉跨越的间隙或者杆塔上的间隙击穿。

三.输配电线路的防雷措施分析

建筑物输配电线路系统对整个建筑物功能的正常运行有着至关重要的作用，同时，建筑物内部的各种输配电线路系统以及系统设备也是极其容易发生雷击事故的环节，因此，根据雷电的不同特点和造成损害的不同方式，科学做好防雷措施，是保证整个建筑物内部输配电线路正常运行的关键。笔者以为，有以下几个方面的措施。

1．建立健全科学合理的整体防雷系统

从整个输配电线路系统而言，要做好防雷措施，首先要从整体上做好防雷规划，从内到外，做到防雷措施的全面覆盖。整体而言，外部可以可以安装避雷针，接闪器等，避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施，引起火灾或者事故。同时，内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统，通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地，并将其钳位在一定的电压范围内，以完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划，内外覆盖，这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。

2．实施多级保护措施，做好配电系统的防雷

建筑物的输配电系统是保证整个建筑物功能正常运转的关键部分，而输配电系统也是容易遭受到雷电袭击的部位之一。因此，做好配电系统的防雷措施，是整个防雷系统中的重要环节。虽然目前很多建筑物都会在配电系统的进线处安装避雷器，避雷带等防雷器件，但是，经过很多次实践证明，单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转，当雷击降下时候，建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候，要据实际情况做好多级防护措施。

首先要在变压器二次侧安装好各种防雷装置，让外线产生的电压可以迅速得到释放。其次，要在各个控制站PLC专用隔离变压器前，主要是释放外线残压，和配电线路上感应出的过电压和其他用电设备的操作过电压。同时，要科学设计安装好隔离变压器，加大对各种电磁干扰的处理力度，减少雷电波诱发的雷击事故。最后，要在PLC专用电源模板前安装好保护措施，以便用最短的时间让前面的残压得到释放，应尽可能从总配电柜开始将自控系统的电源线单独布排。各级防雷器应尽量靠近被保护设备，以避免雷电侵入波发生全反射。

3. 降低接地电阻

(一)水平外延接地，如杆塔所在的地方允许水平放射接地体时应尽量采用水平放射方式。因为水平放射施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻。

(二)深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用深井式或深埋式接地极。

(三)填充电阻率较低的物质或降阻剂。如附近有可以利用的低电阻率物质可以因地制宜，综合利用。

(四)敷设水下接地装置，如杆塔附近有水源，可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极，可以降低接地电阻，提高泄流能力。

(五) 合理接地。合理的接地设计是整个建筑物输配电线路系统防雷措施中的重要组成部分。在建筑物输配系统中，一般会有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地等三种接地方式，因此，科学设计，使得这三种接地方式之间互相配合，有助于大大降低雷击通过接地网络对系统的毁坏。以计算机自控系统为例，一般采用系统工作接地、直流工作接地、安全保护接地等几种接地方式。在防雷措施中，要根据实际情况，将各种接地方式合理的组合，使得接地电阻值最小，取得最佳的效果。

4. 架设耦合地线

提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率，一般主要应用在接地电阻较高的线路。根据日本电力中央研究院对500kV同杆双回线路的计算结果表明：在对雷击性能改善效果相似情况下，采用耦合地线的总费用约为增加绝缘的4.5倍。因此在使用耦合地线时应对效果和费用做综合比较，多数情况下该方法的性价比较低。

5.耦合地埋线

沿线路在地中埋设，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连的l～2根接地线。据本电力单位的运行经验，在一个20基杆塔的易击段埋设耦合地埋线后，10年中只发生一次雷击故障。此法可降低跳闸率40％，能显著提高线路耐雷水平

四.结束语

输电线路的防雷并不只是以上一些措施就能彻底解决的，而是一个任重而道远的任务，肯定在今后的线路维护工作中还会遇到新问题，随着运行管理经验的不断丰富，再将成熟的新方法和新技术运用到实际工作中去，相信线路防雷工作一定会提到一个更高水平。

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