架空输电线路的防雷措施浅析

【摘 要】本文阐述了雷电过电压的形式，雷击对架空输电线路安全运行的危害，以及一些常见的架空输电线路的防雷措施。由于在雷击经常造成线路跳闸事故，通过介绍架空输电线路有针对性地进行防雷的一些实例做法，统计和分析了相关措施的实效性。

【关键词】架空输电线路；雷击；防范

1.引言

110kV及以上架空输电线路路径多建于空旷地带或山上，在雷电活动极为频繁的地区，一直受到雷击故障的困扰。尤其是雷雨季节，雷击跳闸率长期居高不下，严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我国电网故障分类统计数据表明，多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的40%～70%。因此，如何切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施，已经成为确保线路安全、可靠运行的重要工作之一。

2.雷击的型式及危害

输电线路雷害的形式有两种，一是感应雷，二是直击雷。实际运行经验表明：110kV及以上电压等级的输电线路雷害的原因则主要是根据经验和故障现象，因而比较难做出准确判断，这对于有针对性地采取防雷对策，十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响，其绕击率约为平原线路的3倍，或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压，直击雷过电压的峰值很高，破坏性很强，在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿；重者击断导线造成停电事故。

3.防雷措施

3.1运行管理

3.1.1加强对防雷设备、设施的定期巡视。架空输电线路的防雷设备大多都位于野外，经常遭受等外力破坏，这其中有人为（如盗窃）的因素也有自然的因素。因此，只有加强对防雷设备的巡视检查，及时掌握其运行状态，才能使防雷设备真正地起到防雷的效果。

3.1.2定期对防雷设备、设施进行测试。结合线路工作，每年至少记录一次线路避雷器记数的动作情况。线路避雷器运行2～3年应停电检查一次。线路避雷器运行5年应停电进行直流1mA参考电压及75%参考电压下泄漏电流试验，检查避雷器本体是否有劣化现象。

3.2防雷设备、设施、技术

3.2.1地线、引下线及接地装置的防腐。110kV及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线，装设接地装置，通过引下线把雷电流释放到大地，这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。影响这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀，这是自然因素，但可以人为地对其进行有效的预防和改善。

接地体引上处的防腐：接地体从土壤引上时，在地面表层与接地体接触处最易锈蚀。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触，但其受潮情况明显优于地面表层处，所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分，土里的潮湿情况虽然严重，但该部位处于缺氧状态，所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂浆，给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽，接地体保护帽应凸出地面表层适当高度，且要深入到土里适当的深度，不需要做得太大，以能起到保护作用为度，使该部位接地体既与潮湿的土壤隔绝，又与空气中的氧气隔绝。这样便有效地解决了该部位接地体的锈蚀问题，实质上也就是基本解决了接地体引上处的锈蚀问题。该方法简单、易行、经济，通过实施，效果不错。

3.2.2降低接地电阻。在电力系统中，以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平，比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有两种方法：一是增补地网；二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量，一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。因此有时实测的接地电阻值比设计值要大，甚至大很多，达不到防雷要求的标准。所以应定期测量线路的土壤电阻率和接地电阻值，对新建的线路也是如此。根据规程（DL/T5092-1999）规定，有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻不宜超过表1的数值。

3.2.3减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻。接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻，还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀，可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓，清除铁锈，涂上导电脂，重新牢固安装；若架空避雷线与塔身之间连接金具锈蚀，可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线，一端用并沟线夹固定在避雷线上，另一端加接线端子与塔身牢固连接。

3.2.4有针对性选用线路绝缘子。合成绝缘子能够被广泛应用于输电线路的主要原因是其具有良好的憎水性、耐污性好，以及重量轻、体积小，安装维护方便等特点。但是，由于其伞裙直径和伞裙间距较小，以及在长期潮湿天气下憎水性能的丧失等结构上的原因，合成绝缘子的不明闪络率明显高于其它类型绝缘子。根据长期的运行经验和实际情况，在多雷区域应使用特别增加了净距的合成绝缘子或钢化玻璃绝缘子为宜。

3.2.5装设线路型避雷器。对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，采用一般防雷保护措施难以奏效时，可以考虑利用线路避雷器来降低雷击跳闸率。安装线路避雷器在防止线路无论是雷绕击导线以及雷击塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。从1980年起，国外开始采用氧化锌避雷以提高线路的耐雷水平，收效很大。我国在1990年起也开发研制了110kV～500kV的线路避雷器。经过多年雷雨季节的考验，这些线路的雷击跳闸率有了显著的下降。

可见，线路避雷器的防雷保护效果是十分显著的。但是由于避雷器的防雷保护范围仅有一个档距左右（最大范围约为50m），且价格昂贵，不可能每基杆塔都安装，应对安装地点，安装相方位，安装效果等进行综合评估以及必要的分析计算，以期用最少的投入获取最大的收获。确定线路避雷器安装杆塔应遵从以下原则：多年运行表明为线路易击段、易击杆，但降低接地电阻困难且不适宜架设耦合地线，或上述措施实施后仍遭雷击的杆塔。

3.2.6从设计上提高线路的防雷水平。建议今后在多雷地区线路的绝缘裕度、耐雷水平的设计应高于一般地区线路，如绝缘配置、保护角等。

3.2.7抓好线路的施工工艺。降低杆塔接地电阻仍然是提高线路防雷水平减少雷害事故的基本措施，线路施工时要严把工艺质量关，做好接地装置隐蔽部分的验收，严格按设计和规程要求，使杆塔接地装置符合要求。

4.结束语

随着社会的发展进步，社会对架空输电线路的可靠性要求也越来越高。架空输电线路防雷是一项非常普遍、非常复杂，而又非常重要的工作。目前理论和工程实践的研究还在不断的深入，一些新的理论和工程实践在逐渐地加以应用，对此，我们应进一步加强对防雷措施的探索。