输电线路防雷综合技术措施分析

赵鹏

摘要：输电线路耐雷水平的提高是输电线路安全、稳定运行的保障，必须对其进行持续不断的研究，文章基于输电线路全寿命周期视角，在阐述输电线路防雷原则的基础上，提出了输电线路防雷综合技术措施，具有一定参考价值。

关键词：输电线路；防雷

中图分类号：TM726 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）17-0045-01

长期以来，雷击已经成为影响输电线路安全、稳定运行的主要因素之一，给供电区域人们的生产和生活带来了极大的影响，这也引起相关电力工作者和科研工作者的重视，并以提高输电线路耐雷水平和降低雷击跳闸次数为目的，在理论方法和实践技术方面展开了深入的研究，取得了诸多成果。但由于输电线路从设计到运行是一个复杂的过程，受诸多因素的影响，如技术水平、设备质量、地质地貌等都有可能由于雷电产生而对输电线路的安全产生危害，因此，必须综合性的对输电线路防雷技术措施进行研究，文章主要以雷击事故频发线路——110 kV和220 kV为研究对象，提出防雷综合技术措施。输电线路防雷是基于输电线路全寿命周期来开展的，因此不仅仅要在输电线路设计初期考虑防雷，在输电线路运行过程中也采取相关防雷技术措施，尤其要注重对已建输电线路的防雷技术改造，通过设计阶段和运行阶段两方面的防雷技术措施来提高耐雷水平和降低雷击跳闸次数。

1输电线路防雷原则

输电线路防雷在应用相关技术措施时不能仅仅涉及防雷性能的提高，要综合性的基于输电线路安全性、经济性、稳定性等多重目标考虑，因此，输电线路防雷必须遵循以下原则：

①因地制宜，应根据线路整体防雷设计及技术改造规范，结合不同地区特点，制订符合实际情况的线路防雷设计和技术改造细则，切实提高线路防雷的针对性和有效性；②安全第一，通过对输电线路运行状况的评价，针对线路防雷所存在的问题和隐患，以线路的安全稳定运行为第一目标确定有效性和可行性的技术改造方案；③技术经济，输电线路防雷应以技术进步为先导，以经济效益为中心，积极采用新技术、新产品、新材料、新工艺，重点解决影响输电线路运行的突出问题，并通过技术经济比较，制订最佳防雷设计和技术改造方案。

2輸电线路防雷综合技术措施

2.1防雷设计

科学有效、经济合理的防雷设计是输电线路耐雷水平提高和雷击事故降低的基础条件，根据笔者的归纳总结，在输电线路防雷设计时需要注意以下几点：

①110 kV及以上高压输电线路建设时，应先结合地区雷电分布图查勘线路走廊，尽量避开雷电强烈的区域；②在设计输电线路的防雷水平时，应取该线路经过地区实际发生的最高雷电日作为设计依据，并使线路的整体耐雷水平留有充分的裕度；③输电线路雷击跳闸率计算时，雷电日一般选取50 d，220 kV输电线路设计的雷击跳闸率不高于0.315次/100 km·40 d，110 kV输电线路不高于0.525次/100 km·40 d；④对经过雷击频繁地区的线路段，应采取减小线路杆塔的边导线保护角度方法，以提高线路防止雷电绕击的能力，220 kV线路杆塔的边导线保护角度不超过10 ̊；110 kV线路杆塔的边导线保护角度不超过15 ̊；在高塔、大跨越线路段应进一步减小保护角，甚至可采用零保护角或负保护角；⑤输电线路的线路杆塔接地电阻不应超过15 Ω，进线段接地电阻不超过10 Ω，雷电活动强烈区域线路杆塔接地电阻不超过10 Ω，进线段接地电阻不超过7 Ω，对降低杆塔接地电阻有困难的线段，可采用延伸地网接地线的方法；⑥对雷害多发区、易击段、易击点和大跨越、超过40 m的高塔，设计应考虑加装线路避雷器或可控避雷针，以增加线路防雷水平，线路避雷器推荐采用带固定串联外间隙的金属氧化物避雷器；坡地上的杆塔，一般是外侧线路容易绕击，可只在外边相导线上安装线路避雷器；对于山顶或平地区域的线路杆塔，则绕击出现在边相，因此应在两侧安装线路避雷器。可控放电避雷针可以引发上行雷电先导放电，降低雷电流的幅值和陡度。并且可控放电避雷针有一个相当大的几乎不遭受绕击的保护区域。在雷电活动强烈，避雷线失效的杆塔可以考虑安装可控放电避雷针，但安装可控避雷针的杆塔接地电阻应在10 Ω以下。

2.2防雷改造

输电线路在长期运行过程中耐雷性能不可避免会受到诸多因素的影响，特别是早期建设的输电线路本身在设计初期就没有太多的考虑防雷性能，更需要进行防雷技术改造，主要包括接地装置、绝缘子、避雷线的技术改造。

2.2.1接地装置技术改造

接地装置的技术改造的主要目的是为了降低接地电阻，通过杆塔接地电阻的降低可提高输电线路的耐雷水平，有效防止雷击事故的发生，目前主要有以下三种接地装置改造技术。

①水平外延接地，杆塔所处地方允许水平放射接地体时应尽量采用水平放射的方式，因为水平放射接地体不但可以降低工频接地电阻，更重要的是可以有效的降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用，关于水平放射的形状和方位可根据现场实际情况而定，水平放射的长度可按规范要求选取。但如在水平放射长度的1.5倍范围内有较低土壤电阻率的地方，可以采用外引接地的方式。②深埋式接地极，表面接地电阻率高而地下较深处的土壤电阻率较低时，可用竖井式，或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意以下几点：选择地下水较丰富及地下水位较高的地方，而且接地极一定要埋设在有渗水的低电阻率土层；杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体，利用矿体来延长或扩大人工接地体的几何尺寸；利用山岩的裂缝插入接地极并灌入降阻剂；在冻土区，深埋接地体应在冻土层以下；深埋接地体的间距应>20 m。③填充电阻率较低且稳定的物质（导电水泥、接地模块等），在水平和垂直接地体周围施加导电水泥或长效防腐降阻剂，对降低杆塔的接地电阻有明显效果，接地模块具有吸收和保持水分的作用，而且接地电阻稳定，接地网附近有可以利用的低电阻率的物质，可以因地制宜、综合利用。④铺设水下接地装置，杆塔附近有水源，由于水的电阻率较低，可以考虑利用这些水源，布置水下或水边接地极，这样也可以收到一定的降阻效果。

2.2.2绝缘子技术改造

绝缘子的技术改造也可提高线路的耐雷水平，减少雷害事故的发生。

①增加绝缘子片数能够提高绝缘子串的雷电放电电压，因此，多次遭受雷击的杆塔、耐张杆塔、大跨越杆塔等可增加一片绝缘子，但要注意校核导线对地距离和绝缘子串与杆塔之间的风偏距离。②玻璃绝缘子遭受雷电冲击及工频电弧作用时，一般是沿外表面发展，不造成绝缘子内部的击穿，绝缘外表面闪络一般不会发生自爆，因此建议将瓷绝缘子换成玻璃绝缘子。③虽然合成绝缘子有诸多优点，但其干弧距离小于同样结构长度的瓷或玻璃绝缘子，因此改造为复合绝缘子时应选用加长型的以补充其干弧距离，且220 kV合成绝缘子应装设形状合适的均压环。

2.2.3避雷线技术改造

避雷线是高压输电线路的基本防雷技术措施，近年来OPGW光缆由于安全性和稳定性而得到了广泛的应用，因此，有条件的地区建议将避雷线改造为架空光纤复合地线。另外，输电线路的防绕击能力与避雷线保护角大小存在联系，保护角越小防绕击效果越好，困此建议在防雷改造过程中，尽量将避雷线保护角变小，然后在实践过程中，保护角降低改造是非常困难的，因此，有关避雷线“0”保护角或者负保护需要在设计阶段就考虑进去。

3结语

从文章的分析可以看出输电线路防雷是一个长期而又综合性的过程，需基于输电线路全寿命周期来开展，并注重各个细节的突破，以输电线路经济性、安全性和稳定性为出发点，提高输电线路的综合防雷性能。

参考文献：

[1] 仇炜.贵州110 kV石平输电线路综合防雷研究[D].长沙:长沙理工大学,2010.

[2] 黄中华.杭州电网220 kV输电线路防雷性能研究[D].北京:华北电力大学,2012.