浅析防雷技术在输电线路设计中的实践应用

陈焕滨

摘 要：雷电现象在我们生活中非常常见，通常情况下雷电具有很高的电压，如果雷电击中输电线路将会出现非常严重的安全隐患。为了最大程度地减少安全隐患出现，我国电力部门需要对输电线路进行合理设计，并且采用正确的防雷技术，以减少输电线路出现雷击跳闸的现象，减少雷电现象对输电线路的破坏。此篇文章对雷电的危害、防雷技术的原理进行了介绍，之后对防雷技术在输电线路设计中的实践应用进行了阐述。

关键词：防雷技术 输电线路 设计 实践应用

中图分类号：TM86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0027-02

随着我国经济的不断发展，人们和各行各业对电能的需求不断增大，电力部门为了满足人们和各行各业对电能的需求，对输电线路的规模进行了扩大。但是电力部门在建设电力系统时因建设与运行技术原因，导致一些输电线路裸露在自然环境中，这样的情况导致输电线路非常容易遭到外力破坏，如果再出现比较强的雷电现象可能使输电线路存在一定的安全隐患，并且使输电线路无法正常供电，为此在设计输电线路时需要对防雷技术有足够的重视[1]。

1 雷电对输电线路的危害

在春、夏季发生雷电现象的次数较多，雷电的放电时间仅有0.01 s，但是雷电在一瞬间的电流最高可以达到20万A以上，如此大的电流打在任何建筑物或者人体上都会带来很强的破坏性，雷电现象对处于高山上的输电线路有着严重的危害[2]。下面对雷电对输电线路的危害进行介绍。

第一，雷电的高热效应对输电线路的危害。雷电在放电过程中打到输电线路上，雷电的高热效应就会瞬间转化成数十万安培的电流，此时雷电流在输电线路杆塔上产生非常高的热能，会达到金属的融化点，输电线路杆塔上的金具导线可能出现融化的现象，严重的将会出现断线或倒杆，对电力系统的稳定运行和工业的安全生产都造成了一定的威胁。

第二，雷电的高压效应对输电线路的危害。雷电在放电过程中，雷击点瞬间达到10万V以上的高压，如果雷击点在输电线路上，输电线路上的一些电气设备和金具导线瞬间受到非常大的破坏，可能会出现短路、跳闸、变压器烧毁等情况，破坏比较严重的将会引起火灾，使电力部门蒙受很大的经济损失[3]。

第三，雷电产生的电磁感应对输电线路的影响。雷电的形成过程会出现一定的电磁效应，当雷电在放电时打到输电线路上时，电磁效应在输电线路上会形成交变电磁场，使输电线路中的电流增大，从而将输电线路瞬间过载烧毁。

第四，雷电的机械效应对输电线路的危害。雷电具有一定的机械效应，被雷电击中的物体出现变动和爆炸的情况，从而进入电力系统中，对输电线路、变压器以及发电机造成破坏，对人们的生活和电力系统的稳定运行有着消极的影响。

2 防雷技术原理介绍

为了给输电线路选择合适的防雷技术，需要对雷电的放电原理和防雷技术原理进行详细分析和研究。人们生活在充满水蒸气的大气环境中，当大气和上升气流相遇时会导致大气中的小水珠被各种电荷包围，之后在气流的带动下形成了上表面带正电荷、中间正电荷和负电荷交织存在、下表面带负电荷的云层，此种云层又叫雷云。雷云向地面的放电过程包括先导放电阶段和主放电阶段，先导通电阶段因为某处的电荷出现积累过多的情况，导致空气中一部分介质的绝缘性质发生了变化，形成了导电通道，导电通道的形成过程就是先导放电，此时雷云与大地的电压会达到10mV。当游离的异性电荷开始运动时主放电阶段便开始，主放电阶段的时间相对较短，但是此阶段的电流达到了200多千安，有非常大的破坏性，之后电流波和电压波通过放电通道进行入雷击点。当气体介质在电场的作用下导致电解质中一些带电的质点的数量和移动的速度达到最大值时，电介质就会失去绝缘性，上述内容即放电原理。通过上述原理可以对雷电的放电系数进行研究，得到地面落雷密度值和雷电流幅值，通过对上述数据进行相应的推导得出输电线路和避雷线的耦合系数、输电线路的耐雷水平计算公式、雷击跳闸计算公式等，将计算所得值进行防雷设计计算。

3 防雷技术在输电线路设计中的实践应用

对输电线路进行防雷设计时需要对所有的因素进行综合考虑。下面对输电线路的防雷设计工作中需要注意的事项进行说明。

第一，选择合理、正确的电路路径。不同区域的地理环境和条件存在一定的差异，导致遭受雷电袭击的几率也不同，容易遭受雷电袭击的往往是输电线路的铺设路径存在问题的地方，为此，在选择输电线路的路径时需要尽量避开容易发生雷电袭击的地点，具体要求如下：尽量不要选择环山、水塘、树木等；尽量不要选择土地电阻率会随时发生变化或已经发生变化的地方；尽量避开山谷和峡谷等区域；尽量避开地下水位高和地下有导体矿物质的区域；不要选择阳面的山坡或者土壤条件较好的山地区域。

第二，在输电线路上设置避雷线。在输电线路上设置适当的避雷线是防止雷击的重要措施。此过程中最关键的是选择正确的避雷线，必须保证避雷线和输电线路相适应，同时需要选择正确的输电线路设置避雷线，电压比较低的输电线路不宜设置避雷线，需要在电压较高的输电线路上设置避雷线。对于电压达到120 kV的输电线路需要全线设置避雷线，对于电压在220～350 kV之间的输电线路以及每个月暴雨天气在半个月以上的区域全程设置避雷线，对于电压在500～700 kV范围内的输电线路以及山区需要全程设置两条避雷线。

第三，在输电线路上安装避雷器。避雷器的使用弥补了避雷线的不足之处，在输电线路上安装避雷器需要设置一个固定的雷电流值，当雷电流值超过固定值时，避雷器就会启动，避雷器和避雷线两者之间进行良好的配合达到分流的目的，將电流导向地面，从而保证输电线路的电压不会出现问题。在避雷器安装时需要选择最佳的铁塔线路，对现有的资源进行合理利用。

第四，减小接地电阻。使用避雷线和避雷器的防雷效果并不是最好的，为了使输电线路的防雷效果提高，需要对接地的电阻进行调整，让接地电阻的值减小，下面对减小接地电阻的方法进行介绍。其一，使用爆破技术。此种技术是一种新型的技术，主要原理是改变一定区域内土壤的性质，通过爆破的方法将一定区域的地面炸开，将电阻率比较小的物体压入地下，从而改变土壤的导电性能。其二，使用适量的降阻剂。将降阻剂放置在铁塔的附近，让被包裹的电解质、水分等快速地进入土壤，从而达到降低土壤电阻的目标。

4 结语

输电线路在电力系统中有着非常重要的作用，输电线路是否正常对电力系统的运行有着决定性的作用，但是输电线路容易遭到雷电的袭击，导致输电线路会出现不同程度的问题，为了减少上述现象发生，电力部门需要在输电线路上做好防雷措施，上文对防雷技术进行了介绍，并且提出了选择合理、正确的电路路径，在输电线路上设置避雷线，在输电线路上安装避雷器以及减小接地电阻等防雷措施，希望对电力部门输电线路的防雷工作有一定的帮助。

参考文献

[1] 胡华.防雷技术在输电线路设计中的应用[J].通信电源技术，2013（3）：88-90.

[2] 张磊.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2015（1）：64-65.

[3] 杨岗，姚少荣.简述防雷技术在输电线路设计中的应用及理论依据[J].商业故事，2016（9）：26.