浅析输电线路防雷保护与运行对策

孔令宇

摘要：在电力系统中，输电线路的防雷问题较为突出。电网因雷电引起的故障占有相当大的比例，基本上2/3的输电线路故障是由于雷击造成的。特别是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击输电线路而引起的故障率更高，影响供电安全与可靠性，造成较大的经济损失及社会影响。因此，我们必须采取措施做好线路的防雷工作，提高输电线路的耐雷水平，降低线路跳闸率，保证输电网安全可靠运行。

关键词：输电线路;防雷保护;运行对策

1输电线路防雷保护方法

目前，我国输电线路防雷保护主要有以下几个方面：合理选择线路路径;架设避雷线;降低杆塔接地电阻;在部分地段装设避雷器;提高线路整体绝缘水平。

这几种方法在目前的输电线路防雷保护中运用得非常多，在线路路径受地形和投资限制，选择范围不大的情况下，架设避雷线，降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平成为防雷设计的主要方法。避雷线、杆塔接地电阻、避雷器、线路绝缘的设计标准在各类规程和技术规范都有较为详细的阐述。

在选择设计输电线路的防雷设施时，应按照当地的累点活动情况、系统的中性点接地方式、输电线路的绝缘情况、有无自动重合闸或备用自投装置、负荷的重要程度等各项条件来综合考虑，并按照技术经济比较的结果来做出决定采用最佳保护方案。

在输电线路防雷保护中，必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效地保护技术措施，制造相应的保护装置，以满足不断发展的电网要求。

输电线路防雷保护工作必须一切从实际出发，要充分听取各种意见，科研、设计、施工和运行部门应紧密结合，通力协作，根据当地雷电活动情况和电力网的具体特点等，进行充分的技术经济论证，保证防雷保护的设计方案技术先进、方案合理。

2输电线路的防雷措施

2.1降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆塔顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆塔顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔泄导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。

2.2装设线路避雷器

对于雷电活动特别频繁区域，应广泛使用线路避雷器。它与绝缘子串并联在杆塔上，因其残压低于绝缘子串的50%冲击闪络电压，因此，当杆塔和导线电位超过避雷器的动作电压时，避雷器就加大分流，保证绝缘子不闪络。避雷器的选型，10kV、35kV线路由于间隙不易实现绝缘配合，采用带脱离器的无间隙避雷器，通过脱离器动作达到免维护，避雷器故障损坏后，脱离器会迅速动作，将故障避雷器从输电系统中退出，及时消除系统永久接地并为故障避雷器提供明显标识。110kV及以上电压等级线路选择采用带间隙的线路避雷器，正常工作时，90%的压降在间隙上，10%的压降在阀片，阀片上的荷电率低，阀片不易老化，从而达到免维护的目的。

2.3架设避雷线

在输电线路防雷保护中，效率最高的方法就是架设避雷线，不但能够避免导线遭雷直击，避雷线还具有下述作用：屏蔽导线，减小导线上感应过电压;耦合导线作用控制线路绝缘子电压;分流能够降低塔顶电位，并降低流过杆塔的雷击电流，避免线路发生闪络。一般全线架设避雷线的方式应用于110kV电压等级以上的输电线路，220kV及以上线路应沿全线架设双避雷线，两根避雷线间的距离不应超过导线与避雷线间垂直距离的5倍。保护角一般取20°～30°，330kV及220kV一般采用20°左右，500kV一般不大于15°。

2.4架设耦合地线

在降低杆塔接地电阻有困难时，可以在导线下方增加一条架空地线，称为耦合地线。其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用以降低绝缘子串上的电压;此外，耦合地线还可以使该基杆塔地网与相邻杆段的地网得到良好的连接，相当于埋设了连续伸长接地体，增加对雷电流的分流作用。运行经验表明，耦合地线对减少雷击跳闸率效果是显著的，一些经常遭受雷击的线路在加装了耦合地线后，线路雷击跳闸率降低40-50%左右。。

2.5采用不平衡绝缘方式

在高压及超高压线路中，同杆架设的双回线路较多，当采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率。不平衡绝缘的原则是使二回路的絕缘子串片数有差异，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平使之不发生闪络以保证另一回路导线可继续供电。

2.6装设自动重合闸

由于雷击造成的闪络大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸成功率较高，据统计，我国110kV及以上高压线路重合闸成功率为75%～90%;35kV及以下线路约为50%～80%。因此，各级电压的线路应尽量装设自动重合闸。

2.7加强绝缘

绝缘子的性能直接影响到线路的耐雷水平。对运行中的绝缘子应按规程要求定期对零值绝缘子进行检测，对不合格的应及时进行更换，并对绝缘子的劣化情况进行统计、分析，确保线路绝缘子始终满足运行要求。

对于一些雷击频繁地区，可采取一些有针对性的措施，适当加强线路的绝缘配合，以提高其耐雷水平，通常情况下110kV线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子为7片，单串耐张绝缘子串的绝缘子为8片，正常情况下均能满足防雷要求。但为了进一步增强线路的耐雷水平，提高绝缘子串的50%冲击闪络电压值，每串绝缘子串可适当增加1片。实践证明，一些增加了1片绝缘子的线路投入运行后，耐雷水平大大增强，很少发生雷击跳闸事故。

对高杆塔，规程规定，全高超过40m有避雷线的杆塔，每增高10m应增加一片绝缘子，全高超过100m的杆塔，绝缘子数量应根据运行经验通过计算确定。

3结语

总而言之，提高输电线路防雷水平，减少雷击对电力设备的损坏，降低雷击跳闸率，对保证电力系统的稳定、可靠供电具有重大意义。综上所述，在输电线路防雷保护中，必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题，不断收集和积累各种数据和资料，经常总结防雷保护工作中的经验教训，提出新的更加有效的保护技术措施，以满足不断发展的电网需要。

参考文献

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