特高压输电线路雷电绕击防护性能研究

张成龙

摘要：在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，现代社会对于电能有着较强的依赖性，保证供电的稳定性具有重要的现实意义。从目前的具体情况分析来看，电能在供应的过程中，自身系统的问题会导致能量输送的中断，外部环境当中存在的突发性因素也会导致电力输送的中断，最为典型的便是特高压线路在受到雷击后的运输中断。简言之，电能的输送需要保证持续性，而雷电的发生又具有不确定性，所以为了强化输电线路对雷击问题的规避，对特高压输电线路进行雷电绕击防护性能分析并提升其防护力十分必要。

关键词：特高压输电线路；雷电绕击；防护性能

引言

由于我国发电资源与电力负荷中心地域距离较远，特高压输电作为解决能源大范围配置的重要手段，在电网中的比重越来越大，其安全稳定对保障电网安全可靠运行至关重要。雷电绕击是影响特高压线路运行可靠性的重要因素。降低特高压线路的绕击跳闸率对提升线路运行可靠性意义重大。

1雷击的现状

目前情况下我国所使用的超高压电路输送都是架空输电线路，这样一来就给雷击的机会大大增加了，由于我国特殊的气候，季风性气候，导致我国在春夏等季节雷电十分频繁，我国目前的超高压输电线路跳闸的大部分原因都是由于雷击，但是目前对于类似这种的自然导致的问题，是没有太好的约束方法的，而由于雷击导致跳闸，这样一来对于城市居民的正常生活有了巨大的影响，还对工业的生产产生巨大的影响，会造成巨大的经济损失，而稍有不慎，由于雷击导致输电线路起火，还会造成巨大的灾害，甚至还会造成人员的损失，所以目前情况下，必须要对由于雷击导致超高压输电线路的破坏进行预防。为了不影响工业的正常生产，为了保障人们的日常生活正常进行，就需要对目前这种雷击导致跳闸的现象进行及时的处理，防止这种事故的多发。才能促进整个城市的发展。

2雷电绕击的内涵机理

输电线路之上的避雷线存在意义，就是将线路上的雷电转接到自身，同时凭借自身独特的抗雷优势条件，进行输电线路安全稳定性维护，该类防雷方式在我国应用频率相对最高，不过避雷线的防护功能并不是一直那么理想，特殊状况下雷电会顺势绕过该类引导媒介，而令雷电本身的负面效应直接向输电线路传输并发生作用，衍生出线路故障，这就是所谓的雷电绕击问题。而该类事故滋生的几率便是绕击率Pa，其和保护角度a数值有着紧密关联，一旦说保护角度数值减小，同步状况下绕击率也就随着变小;而当该类角度维持在特定数值范畴基础上，如若输电线路h发生增高现象，当下绕击率同样会顺势增大，而另外一类影响因素便是所处地形地貌状况。透过实践调研对比发现，山区线路雷电绕击率大约超过平地线路的3倍，可以理解为其保护角度增大了8度。

3特高压输电线路雷电绕击防护性能

3.1尽量缩减避雷线的保护角度

根据上述分析不难看出，如果输电线路的保护角度能够减少，那么输电线路的雷击绕击率就会得到有效的下降，从而降低雷击对输电线路所带来的影响。由此可见，人为的减少输电线路保护角度能够有效的提高输电线路的抗绕击雷能力，能够有效降低绕击雷影响。不过这一方式的可行性并不高，其没有充分考虑输电线路的分布情况，一般来说，输电线路的分布都是比较广泛的，因此想要对其保护角度进行整改调整是非常困难的，特别是在山区的输电线路，整改难度更会大幅度提高，因此，采用人为减少输电线路保护角度的方式来防止输电线路雷电绕击不是特别理想。

3.2选择安装合适的杆塔侧针

用针电极尖端的先导特性解决特高压输电线路雷电绕击进行避雷是避雷的主要技术之一。在易出现雷击的线路区域内安装侧向避雷针，可减少对设备产生不良的影响。在实际工作中，根据实际选择合适的特高压输电线路雷电绕击侧针。因输电线路地形复杂要在跨越山谷雷击高发地安装更多避雷侧针预防雷电。

3.3安装线路避雷器

线路避雷器能钳制绝缘子两端电压防止绝缘子闪络，大幅提升绕击耐雷水平。１０００ｋＶ交流特高压线路加装线路避雷器后绕击耐雷水平增至１２０ｋＡ以上，远大于一般的最大绕击电流，可保障线路不发生绕击跳闸。接地电阻对线路避雷器的电压钳制作用有一定影响，不同接地电阻下１０００ｋＶ绕击耐雷水平计算结果。接地电阻增加至１００Ω时，线路的绕击耐雷水平仍接近１００ｋＡ，即使极端大坡度下线路的绕击电流接近１００ｋＡ的概率仍极低，避雷器仍能有效钳制电位。除电压钳制作用外，避雷器绕击时吸收的能量是影响其绕击防护能力的重要因素，如果吸收能量超出避雷器热容量会引发热崩溃。虽然避雷器因吸收能量超限造成失效的概率很小，但杆塔接地电阻增大会造成避雷器失效概率增加；认为线路避雷器承受雷电流的极限在１００Ａ左右。大部分情况下线路绕击电流数值远小于１００ｋＡ，但对于走廊存在跨谷等复杂地形的特高压线路，有可能出现大绕击电流区域。此外，实际线路遭受的雷击可能存在多次后续回击，且各次放电雷电流幅值接近，多次回击放电能量叠加是否会超出避雷器能量限值，目前尚未见相关报道。因此，有必要对特高压线路避雷器在多次后续回击过程中的能量吸收情况进行分析，得到避雷器的保护有效概率。

3.4对超特高压输电线路雷电绕击防护性能的各项参数做明确和完善

雷电绕击防护性能的影响因素是多方面的，各项参数的科学性和准确性对其的影响十分显著，计算各项参数所需要维持的基本范围，然后在设计的时候正视参数的影响，一方面保证参数的项目完善性，另一方面保证参数的值域规范性，参数合理性得到保证，具体的线路雷电绕击防护性能也能得到强化。总之，将塔杆高度做合理设计，对地线的标准做详细的规划，屏蔽系统会更加符合区域的要求，这样输电线路的雷电绕击防护性能会有明显的加强。

3.5额外安装保护间隙

在遭遇到雷击危机时，保护间隙可以借助电弧闪络效应进行绝缘子防护，避免其遭受损害的基础上，令雷击造成的危害效应缩减至最小范畴之内，避免一系列重大事故的滋生。不过，该类方式同样存在负面效应，就是说当这类保护间隙顺利安装之后，某些绝缘子便会衍生出短接等不良现象，如若放置不管，最后便会限制线路本身应有的绝缘性能，后期遭受雷电绕击并引发跳闸事件的几率便会同步增加，所以此类手段同样不够妥善。

3.6架设耦合地线能在雷击杆塔时起分流

作用和耦合作用,降低杆塔绝缘子串上承受的电压,提高线路的耐雷水平。在接地电阻较大的山区,杆塔所处的地质条件差,电阻率较高。降低接地电阻非常困难时,采用在架空线下加装耦合地线,能起到较好的分流和耦合作用,降低绕击跳闸率。

结语

综上所述，经过对比校验发现，以上处理模式中最为有效的，莫过于在输电线路之上额外装设可控放电避雷针或是避雷器，事实证明，此类模式归属于综合性防雷举措范畴之中，在实际工作中已然得到广泛应用推广，其效果极为显著。

参考文献

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