高压输电线路防雷浅析

龙贤忠1 ,王楠1   ,曹长胜1

摘 要：随着经济的飞速发展，我国的电网建设也越来越完善，提高了人们的生活水平。同时我国的用电需求也剧烈增加，如何确保电力运输的安全成为我国电力企业当前需要解决的首要问题。基于此，论文就我国高压输电线路防雷工作中的问题以及防雷措施等进行了简单探讨。

关键词：输电线路; 防雷措施; 技术手段

引言：由于用电量的逐年增加，电网系统内部线路复杂程度不断提升，在一定程度上增加了输电线路的运维难度。为了进一步提升高压输电线路运维水平，要求相关人员采取科学的防雷措施，并调整原有的运维方案，保证我国电网系统能够更加安全的运行。鉴于此，本文深入分析高压输电线路的防雷要点。

1.雷击对输电线路的危害及作用方式

雷击即带电云层对大地放电时对中间建筑物及电气电子设备造成损害的过程，而高压架空输电线路作为近地空中建筑，其遭受雷击的强度和频率之高不言自明。雷击对于世界范围内的高压输电线路的影响和危害都是十分严重的，轻则导致输电线路的绝缘子发生闪络而引起输电线单相接地或者跳闸，造成对用户供电的短暂中断; 重则由于雷击电流在输电线路中形成雷电进行波在线路中传播，导致避雷器爆炸或者破坏主变压器的绝缘保护设施，进而对用户供电造成长时间的中断。此外，在特定情况下的雷击会在输电线路中产生一定强度的电流，但其产生的电压值小于绝缘子串的绝缘值，只降低绝缘子的绝缘值而不会直接造成绝缘子闪络，但是会削弱输电线路后续的抗雷击能力[1]。雷电对高压输电线路的危害主要由雷电冲击波电流产生的过电压导致，雷击在输电线路或杆塔和避雷线上引起的过电压主要可分为直击雷过电压和感应雷过电压，前者主要由雷电直接击中高压输电线路产生，后者则主要由雷电击打在避雷线及杆塔上对高压输电线路产生感应电流而形成。其中，雷电直接或者绕开避雷线而击中输电线即为直击或绕击，此时雷电流会在输电线中直接产生高压电流而导致绝缘子串发生闪络; 雷电击中避雷线或者杆塔等设施称为反击，由于所产生的高压电流不能及时疏导而在输电线路形成高压差，进而造成绝缘子闪络的发生。

2.我国高压输电线路防雷工作中的问题

2.1 选用的绝缘子不合理

我国电力企业在高压输电线路防雷工作中，存在的主要问题是绝缘子的不合理选用。较为常见的是绝缘子结构高度不能满足正常运行时雷电过电压间隙， 这类问题主要发生在建设时间较早的老旧输电线路中，由于老旧线路耐雷水平低，这类线路在平时运行时无故障，一旦发生雷击，线路将立刻发生停电事故，尤其在雷电高发区，这类事故发生更加频繁，存在较多的安全隐患，威胁着人们的生命财产安全。

2.2线路设施存在问题

高空输电线路的架设主要包括搭建的杆塔基建和架设的输电线及防护设施，不同部分的设计考虑则会决定线路不同程度的防雷能力或者遭受雷击的可能性。杆塔的高度越高，所形成的接地保护角就越大，会导致更大的受雷可能性，因此塔高的限度应有所设定，计算得到塔高小于 35 m 时，线路发生雷电绕击的概率较小。杆塔作为输电线与大地连接的中间体，对避雷引雷至关重要，其接地电阻限值的设定则直接决定杆塔的防雷能力，研究表明杆塔的接地电阻与输电线路耐雷能力成反比，为切实可行地做到接地防雷保护，杆塔的接地电阻设定应尽可能小。随着输电线输送电力的电压等级增加，所需架设的杆塔及线路长度也随之增加，在供电输送设施中无疑增加了遭受雷电绕击的可能性，尤其是超高压和特高压输电线路[2]。

2.3接地装置的腐蚀问题

为了提高输电线路的安全性，我国电力企业通常会设置接地装置，但是，接地装置在实际使用过程中极易出现腐蚀问题。例如，地网的腐蚀问题以及地网降阻时造成的接地装置腐蚀问题。具体解释为：在高压输电区域范围内，一旦采用的接地装置的降阻剂达到一定的比例，随着使用时间的推移，接地装置会出现较大规模的腐蚀现象，根据相关调查资料显示，在使用 3~5 年以后，接地装置甚至会出现由于生锈而导致的断裂现象，且地网腐蚀程度都较为严重。

3.高压输电线路防雷措施

3.1合理安装避雷装置

通过合理安装避雷装置，可以明显提升高压输电线路的防雷性能，电压配置等级高，对避雷装置的防雷性能要求越高。避雷装置的有效安装，是一项最为基础及较为有效避雷防护措施。例如，通过安装避雷器，能够释放雷电或释放电力系统操作过电压，保护线路免受瞬间过电压危害；安装避雷针，能够避免雷电直接击中高压输电线路。安装避雷装置能提高电力系统的完整性。此外，还可以将雷电进行引流处理，运维人员可以安装引弧间隙，将雷电分散，能够将电流分散为细小分支，保证高压输电线路的完整性，保护周围居民的生命财产安全。在山脚下的杆塔位置，因为无法安装避雷线，其四周的土壤电阻率比较高，容易遭受雷击危害，所以，运维人员需要在杆塔顶部，合理安装长针金属消雷器，或者 35 kV 氧化锌避雷针，不断提升高压输电线路的避雷与防雷水平。

3.2加强高压输电线路的防雷措施

随着我国高压输电线路工程技术的飞速发展，对高压输电线路的防雷工作也提出了更高标准的要求， 这就需要电力企业采取综合有效的防雷措施，具体可以从以下 4个方面入手：（1）降低塔杆的高度和塔顶的电位，进而降低实际接电电阻，提高输电线路的防雷水平；（2）不断提高高压输电线路的绝缘配合水平，进而加强对输电线路的绝缘保护；（3）调整保护间隙，通过利用电弧闪络加强对绝缘子的保护，进而避免输电线路被雷电击中；（4）在重污秽和重腐蚀地区选用新型耐腐蚀的地线，以提高地线使用年限，延长防雷效果。

3.3降低保护角

在众多保护电力传输线路的方法中，还有一种较为常见的方法就是在搭设初期将保护角调低，所谓的降低保护角，其实就是通过这种方式来降低传输线的耐雷击性能。不过这种方法有很大的局限性，不能在已经建成或已经投入运行的线路中使用，这种线路的保护角无从更改。

3.4提升基础信息管理效率

高压输电线路运维期间，要求运维人员收集准确的原始资料，并以此作为基础，加强输电线路的运维力度。对于运维人员来说，通过加强信息管理力度，对各项基础资料进行全面分析后，可以更好的确定输电线路故障具体位置。为了进一步提升高压输电线路运维水平，运维人员可以从动态与静态两方面分析，详细记录下各项基础信息，并对高压输电线路进行风险分析， 结合输电线路运行过程中可能遇到的风险，制定出完善的防范对策，减少安全隐患，保证高压输电线路能够更加可靠的运行。

3.5 合理安装自动重合闸

对大多数遭受雷击发生跳闸的输电线路，由于雷击形成的工频电弧和冲击闪络都会很快游离消散，从而对高压输电线路具有一定的保护作用，因此要提升高压输电线路的抗雷击能力，进行自动重合闸的安装尤其必要。自动重合闸可以在雷击发生后及时地确保输电线路的正常运行，且能够大大地提高自身的稳定性，同时也能降低线路老化及被损害的概率[3]。

结束语：总而言之，高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其运行稳定性和安全性直接影响着整个电网的运行稳定性。 电力企业需要加强对高压输电线路防雷工作的重视， 研究综合防雷措施，提高电网运行的可靠性。

参考文献：

[1]王里.探讨高压输电线路电气设计中存在问题及对策[J].通讯世界，2021，26 （10）：229-230.

[2]王本武，王伟夫.线路避雷器在苏洼龙水电站 110 kV 高压输电线路中的应用[J].四川水力发电，2021， 38 （3）： 133-134，138.

[3]李京官，和刚.电力系统 220 kV 输电线路综合防雷技术研究[J].电力设备管理，2021 （2）： 45-47.