山区输电线路防雷技术的探讨

黄俊凯

摘 要：输电线路雷击跳闸故障严重影响了线路的安全运行。输电线路雷击会导致线路被绝缘击穿，这种过电压也可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷，不管是反击和绕击都严重危害线路安全运行，只有采用针对性强的防雷措施才能达到很好的防雷效果。本文说明了山区输电线路雷击的原因，阐述了山区有效防止输电线路遭受防雷的具体措施。

关键词：山区；输电线路；防雷技术

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0128-01

电力工业和广大人民群众的日常生活密切相关。输电线路纵横交错延绵不断地分布在旷野上，千交万化的自然界气候使得输电线路防雷难度逐渐增大。尤其是雷击事故在输电线路的故障占比重最大。因山区线路地形情况十分复杂，安全可靠供电需要有稳定的输电线路做保障。研究输电线路的防雷不仅能够减少线路跳闸等事故，而且也有利于保障电力系统的安全运行。

1 山区输电线路雷害原因分析

1.1 维护不到位

因线路运行维护或者说对线路的基本状况不掌握，采用降阻劑接地网致使防雷系统不能有效地发挥作用。

1.2 计算不精准

有的杆塔电位大大升高，当塔硬与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时会导致雷电反击。杆塔接地电阻过大导致降阻剂的流失，塔顶电位升高越大越容易对导线放电引起反击。

1.3 地形的影响

山区线路杆塔塔位容易受腐蚀或损坏，其耐雷能力降低，且倾斜山坡的百山坡的倾角也会大大增加绕击概率。

1.4 线路保护角的设计问题

保护角是地线对水平面的垂线和地线与导线或分裂导线最外侧子导线连线之问的夹角。负保护角是地线和边导线的外侧连线与地线铅垂线之间的夹角，称为负保护角。当线路杆塔上地线对边导线的保护角超过30°就增大了防雷的难度。由于施工技术的问题，往往会出现单地线线路保护角宜大于25°；还有的地区杆塔上地线对导线没有设负保护角，一些线路在运行多年以后，普遍出现线路绝缘水平下降得现象，尤其是局部地区雷电活动强烈的山区，雷击事故不断发生。

2 山区输电线路防雷技术

2.1 加大对雷电监测

在实际中，我们应加大运行维护力度。一是开展对110kV及以上线路杆塔接地电阻进行普测和维护改造工作。二是降阻手段的应用。雷击闪络中单相闪络比较多见，因此故障巡查时应把全区段查完。实时对110kV及以上输电线路的雷电监测系统，目的能准确定位雷击杆塔。巡线人员大大节省巡线人员的故障巡视时间，及时通过对雷电定位系统的统计分析为做好防雷工作提供保证。

2.2 计算输电线路耐雷水平

在同一杆塔上，高度不等横担上的导线及避雷线排列位置不同，当雷击导线按三角形或垂直排列的杆塔顶部时耦合系数最小的下导线的酎雷水平最高，距避雷线耦合系数最大的上导线耐雷水平最低。在计算雷击跳闸率时，首先应该计算雷击跳闸率。反击雷过电压主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关，绕击雷过电压主要与线路防雷保护方式，杆塔高度有关，山区线路选择良好的防雷走廊可以降低按地电阻是最有效的防雷措施。对线路的接地电阻情况，采用降阻剂处理接地网连接不良、土壤中接地装置腐蚀严重等缺陷。许多不利的地形因素使导线绕击区域明显增大.其次是应该根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验进行计算，如果电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值就会发生闪络。为此，在实际实施中，我们要以提高耦合系数k的方法作为提高线路耐雷水平的主要手段。

3 避免外界因素的影响

3.1 架设避雷线

架设避雷线时，首先要选用科学的方法。自然接地法适用于接地困难的路基段，而间隔接地改造和部分绝缘改造利用PSCAD/EMTDC仿真技术可以确定合理的避雷线接地改造方案。接地改造后未改造支柱耐雷水平几乎不受影响，并且当反击过电压闪络演变成感应过电压闪络时，无论避雷线的等级高低无法减少雷击跳闸率。可见，采用避雷线绝缘会造成行车事故威胁人身安全。其次是升高PW线，有助于提高接触网耐雷水平，接触网架设避雷线后不但降低了支柱的接地电阻，而且也是防止反击的主要措施。降低支柱接地电阻需要采用间隔接地改造方式来进行，在接触网防雷时必须通过接地电阻较大的支柱进行分流，这样还可以降低工程费用。

3.2 降低杆塔接地电阻

加装旁路地线可以大大减少雷电直击导线的概率，也可以减少绕击导线的概率，或者是通过避雷线的分流作用提高线路的耐雷水平。开展对110kV及以上线路杆塔接地电阻的改造，对新建线路杆塔要选用接地模块、导电水泥等方法，这也是减少电感和接地电阻都是提高耐雷水平的重要手段。耦合地线可降低导一地线的电位差，从而降低雷电绕击率。雷击杆塔时可以减小塔顶电位升高，因此对于接地阻值过大的地网，可采取增加地网辐射线满足线路运行要求。对于新设计的线路，除了要合理选择塔型及保护角，还要保证输电设备有足够的绝缘强度。

4 减小保护角或者采用负角保护

避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角被称为保护角，减小保护角将会延长上端地线横担，使地线比导线更为“突出”，可起到减少“绕击”作用。 安装单针负用保护，预防杆塔部位绕击雷的发生，据查阅相关资料，该针安装时沿杆塔顶位地线支架（地担）向线路外侧水平伸出，安装后要试运行。该措施必须保障杆塔接地电阻值较小，才能保证针尖落雷时杆顶电位升高不大，否则将取到相反的引雷作用。

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收稿日期：2018-9-15