探析架空输电线路的防雷设计

袁立君

【摘要】架空输电线路是电力输电线路的一种，具有施工速度快，维修简单，成本较低等方面的优势。但是由于架空输电线路多数处于空旷的环境当中，容易造成受雷击的影响，直接的影响到架空输电线路供电的稳定性。文中从架空输电线路雷击的种类分析入手，分析了架空输电线路雷击的危害及影响因素，并针对性的提出了架空输电线路防止雷击的设计要点。

【关键词】架空线路；输电线路；防雷设计；设计要点

引言

电力输电线路内架空输电线路建设的范围越来越大，传输的距离也越来越远，在整个电力系统中的作用越来越重要。由于架空输电线路受到雷击的影响，在很大程度上限制了架空输电线路在电力系统中作用的有效发挥。因此，全面的实现架空输电线路防雷设计有着较为重要的理论及架空输电线路安全运行实际意义。

1.架空输电线路雷击的种类分析

雷击是常见的自然现象，架空输电线路容易造成的雷击种类主要有直击雷与感应雷两种。其中直击雷可以分为绕击雷与反击雷两种，感应雷可以分为电磁感应雷与静电感应雷两种。现将其分述如下：

1.1感应雷

当雷电放电时，会产生较强的雷电流，能够在空气中形成变化较快的磁场，从而形成了电磁感应雷。这种电磁感应雷能够感应出较大的电动势。电磁感应雷与架空输电线路之间会产生电磁火花，产生的高电位能够沿着架空输电线路传送到建筑物或者变电站内部，从建筑物内用电设备造成伤害。

静电感应雷为当雷电云层运动时，在架空输电线路顶部的会产生与雷电云层电性相反的电荷，当雷电云层放电之后，雷电运行包含的电荷就转变为自由移动的电荷，这就会产生较高的静电电压，该静电电压的能够达到几十万伏，会引发架空输电线路顶端出现不同程度的放电现象，从而产生电火花，引发爆炸。火灾等危害。

1.2直击雷

直接雷分为绕击雷与反击雷两大类，架空输电线路受到繞击雷的危害主要有：雷电绕过架空输电线路中设置的避雷线路而对架空输电线路产生危害。该类雷电事故的发生主要与架空输电线路的杆塔高度、架空输电线路导线保护脚设计及架空输电线路所处区域的地质、地貌等条件有着直接关系。为了防止绕击雷对架空输电线路危害，在进行架空输电线路设计时，可以设置高空雷电拦截先导，防止绕击雷进入到接地体的绕击区域。

反击雷的形成过程是电流流过塔体和接地体引起杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。在进行架空输电线路反击雷的设计时，应尽量的使整个线路接地电阻降低，提升架空输电线路的耦合系数，同时增强架空输电线路内高压线路的绝缘性能。

2.架空输电线路雷击危害及影响因素

2.1架空输电线路雷击危害

从我国架空输电线路雷击事故的情况来分析，架空输电线路雷击最为直接的危害是造成了架空输电线路跳闸。如果架空输电线路所处地区的电阻率更高，地形更为复杂，架空输电线路在遭受雷击时更容易引发线路跳闸情况。所以，雷击时是引发架空输电线路稳定运行的关键性因素。

2.2架空输电线路雷击的影响因素

2.2.1架空输电线路所处地区的自然环境因素

架空输电线路内接地的电阻的大小直接受到地质条件、地形条件及土壤电阻率等客观因素影响。在一些地质条件较为复杂、自然环境也较为恶劣地区，其地质条件往往也较差，土层比较薄，导致架空输电线路接地电阻较高，架空输电线路更容易受到雷击影响。

2.2.2架空输电线路自身设计因素

随着电力企业供电范围的不断扩大，架空输电线路设计的复杂程度越来越高，对于线路勘察等方面也提出了更高的要求。在某一地区选择一个特定的土壤电阻率往往不能够满足设计需求，这在无形中就增加了架空输电线路设计的难度，容易出现设计方面的偏差，从而给架空输电线路遭受雷击埋下了隐患。

2.2.3架空输电线路施工因素

现阶段随着我国西部大开发战略的不断深化设施，架空输电线路施工的环境更加恶劣。很多施工现场位于土壤地质较差、交通不便的地区，给架空输电线路的施工带来较大的困难，容易造成架空输电线路防雷的相关设备安设不到位等情况出现。例如架空输电线路接地装置内连接方式达不到焊接的标准，给架空输电线路遭受雷击埋下。

3.架空输电线路防止雷击设计要点

3.1科学合理的选择架空输电线路输电路径

由于受到土质、地形及环境气候等多方面因素的影响，很多地区非常容易成为雷击区。因此在进行架空输电线路设计时，应准确的避开雷击区，更好的降低架空输电线路雷击概率。在进行设计时通常应避开的地段有土质电阻率变化较大的区域，例如山坡断层带、各种不同地质的交接地带等一些电阻率变化较大的区域。其次，应当避开含有矿产较多的地区。第三，地下水位较高的地区。第四，山地丘陵内气候非常湿润的地区。

3.2搭设架空输电线路避雷线

架空输电线路避雷线是现阶段预防架空输电线路雷击的主要措施手段，避雷线能够起到分流、屏蔽及耦合等多方面的作用。架空输电线路的分流作用为减少雷击电，使架空输电线路杆塔塔顶的电位降低。这在很大程度上能够降低雷击对整个架空输电线路的破坏作用。架空输电线路的耦合作用为通过架空输电线路内设置的耦合导线来实现架空输电线路所含绝缘子电压的降低。架空输电线路避雷线屏蔽的作用为实现架空输电线路内感应电压的降低。此外，在进行避雷线路设计的过程中，应充分的保证每根避雷线路的避雷效果，确保架空输电线路内每两个杆塔之间的避雷线路均能够接地，同时保证每两个避雷区间留有一定的间隙。同时在超高压或者高压线路的避雷线设计时，常采用绝缘避雷线，以更好的使功率消耗降低。

3.3降低架空输电线路杆塔接地电阻

为了更好保证架空输电线路的避雷效果，应将避雷线进行接地操作。杆塔接地的过程中，降低杆塔接地的电阻有利于提升架空输电线路避雷效果。在具体的实施过程中可以从以下几个方面入手：首先对于一些架空输电线路规模较小的地区，可以使用杆塔接地电阻降阻剂，增加接地的面积，从而更好的降低地面与架空输电线路杆塔之间的电阻。该种方式的导电的性能较好，因此，在实际的架空输电线路避雷设计中得到了较多的应用。其次为爆破接地方法，该方法主要为利用爆破的方式去制造一些地层的裂缝，然后将一些强度较高，电阻率较低的材料通过使用压力机等方式压入到爆破得到的裂缝当中，使架空输电线路所在区域内到导电性能的增强，提升接地效果。第三是增长架空输电线路水平接地线路的长度，架空输电线路的电感效果和水平接地之间的长度为正相关之间的关系。例如当接地长度达到五十米时，电阻率能够达到五百；当接地长度达到八十米时，电阻率能够达到两千；因此在进行架空输电线路接地长度设计时，在满足使用的条件下，尽量的增长水平接地体的长度。

4 .结束语

随着我国市场经济的进一步发展，国家对于电力工程建设投资将会越来越多，架空输电线路在电力工程中使用到范围将会更大，全面的做好架空输电线路的防雷设计将会更加重要。这就要求架空输电线路技术人员在进行防雷设计时，充分结合架空输电线路运行的实际环境，采取针对性的措施，提升架空输电线路的防雷水平。

参考文献

[1]胡斌. 对GB 50057——2010《建筑物防雷设计规范》中几个问题的理解[J]. 现代建筑电气，2013，S1：464-469.

[2]陈谦. 解读建筑物防雷设计规范GB50057-2010外部防雷核心问题[J]. 智能建筑电气技术，2011，04：59-65.

[3]王义元，孙成，李晨，许晓明. 110kV架空输电线路工程设计中的防雷保护间隙问题探讨[J]. 机电信息，2015，12：26-27.