输电线路差异化防雷技术与策略思考

杨先红

摘要：国家经济发展离不开电能支持，只有在电网安全运行状况下才能够营造稳定社会基础。当前电网受到各种自然灾害危害，以雷电危害为主，因此各种电网防雷技术出现了，输电线路差异化防雷技术就是其中一种，输电线路差异化防雷技术主要根据输电线路实际结构配置展开防雷，根据不同情况可制定出多种防雷策略。

关键词：输电线路;差异化防雷技术;策略

引言

输电线路在整个电网中极其的重要，一旦受到雷击就会直接影响到城市的整个线路的运行，带来很大的安全隐患。由于输电线路大多都裸露在空气中，极易受到环境和人为的损害，雷雨来临之际总是会有大型的雷电事故和经济折损，因此，电力施工队着重实施防雷举措，力图将雷电的发生概率降到最低。

一、输电线路概念及雷电破坏原理概述

输电的概念为变压器将发电机中发出来的电能升压后，经过断路器等控制设备接入输电线路的过程。整体的输电线路可以分为两种类型，一类为架空输电线路，一类为电缆线路。架空输电线路由线路杆塔、绝缘子、导线、杆塔基础、接地装置等构架而成。按照输送电流的性质分为直流输电和交流输电。

高压输电线路故障的最大的自然因素之一是雷电。浪费能源资源时同时会发生故障，导致整个现代电力系统受损。众所周知，雷电活动能产生热电效应和磁场效应强度，会产生很强的机械损伤，在高压输电线路暴露的荒野特别容易受到电磁辐射的影响，对我们而言会造成很大危害和损失。当前电子设备集成的电压非常高，它们被广泛应用于电力系统的运行中。高度集成的电子设备受雷电电磁脉冲影响非常敏感的。当输电线路雷击过后，电磁波会超载，由于集成电路的高灵敏度性，变电站运行设备引线损坏感应敏感器件，这就会使电源监控系统保护设备产生跳闸，输电设备就会造成错误操作。对现在变电站输电网络产生巨大破坏。输电线路被雷击也被称为大气的过压，分为直接雷击过压和雷电感应压两种类型。其原因是当放电雷电产生过压时，以放电线杆为载体，引线绝缘被击穿。通过建立雷电放电通道，异构电荷引起的电荷和地球交换引起的电荷在云中，所以它被雷电击中的和接地的装置还是完好的。当输电线路雷电感应电压达到400kV，绝缘电压值在35kV岁以下会造成很大的威胁，雷电对110kV及以上的线路绝缘并没有多大的威胁。

二、输电线路差异化防雷技术应用策略

（一）根据电压等级的不同架设避雷线

输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特征和土壤中电阻率的大小等实况，再比较经济技术，选择合理有效的防雷方式。35kV线路不适合全线装配避雷线，通常在变电所进线的那段装配1～2km的避雷线，同时在雷电比较活跃的地区装配避雷线，或安装相关的避雷器。110kV线路的全线都应该装配避雷线，在山区中就应选取双避雷线;然而对于雷电活动较少的地段，可以不装配避雷线。220kV线路的全线都应该装配避雷线，应选取双避雷线。而对于装配避雷线的输电线路，应该专注杆塔上的避雷线对边导线的保护角，一般采用20°～30°的保护角，并同时还应做好杆塔的接地。按照不同的土壤电阻率，设置不同的杆塔的工频接地电阻。对于35kV线路装配的金属氧化物避雷器的一些技术参数，通常应满足以下条件：一是持续运行电压（有效值）不小于40.8kV;二是额定电压（有效值）不小于51kV;三是直流1mA参考电压不小于73kV（范围在73～74kV之间）;四是标准放电电流5kA等级下残压（峰值）不大于：雷电冲击134kV操作冲击114kV、陡波冲击154kV。五是2000μs方波电流（峰值）200A。六是对绝缘配置，根据线路污秽等级要求确定。

（二）加强对防雷设备、设施的定期巡视

架空输电线路的防雷设备大多都位于野外，经常遭受等外力破坏，这其中有人为（如盗窃）的因素也有自然的因素。因此，只有加强对防雷设备的巡视检查，及时掌握其运行状态，才能使防雷设备真正地起到防雷的效果。在对防雷设备的检查巡视中：要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况;接地线引下线是否有断股、断线的情况;对运行时间长、实测接地电阻有达不到要求的，可以对地网进行开挖检查，看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失，以确保各部分都接触良好方可。

（三）增加绝缘强度

由于高塔落雷时产生的感应电压很大、塔顶电位较高，所以雷击一般都非常嚴重，可以在雷击较多的线路中增加绝缘片来增加地线和跨档导线间的距离，从而提高线路具有的耐雷性。但此种做法会造成整条线路绝缘水平不平衡，在遭受雷击时其他绝缘子片数较少地段可能会因为雷电的影响造成绝缘子击穿事故，因此为进一步减少雷电的伤害，可以全线绝缘子片数都增加相同片数，增加全线的耐雷性。

（四）合理选择线路路径与装设避雷器

通过许多线路运行经验表示，输电线路的遭雷击部位大都集中于线路中的某段区域。因此，在设计过程中若能够躲避这些易击区或进行线路的加强、保护，就能有效的防止雷害事故的发生。易遭受雷击的地段主要有：山区风口、顺风峡谷、河谷等。潮湿盆地，如铁塔周围有水库、沼泽地、鱼塘、灌木等。土壤电阻率突变地带，比如演示与土壤交界处，地质断层地带以及小河山谷等处。地下水位较高或地下有导电性矿地面等。安装避雷器后，能使由于雷击产生的电压高于一定幅值时产生动作，为雷电流提供低阻抗通路，把雷电泄放至大地，能够有效的抑制电压升高，确保线路和设备的安全。

（五）输电线路雷击闪络风险评估

输电线路雷击闪络风险评估是输电线路安装差异输防雷措施的关键因素之一，有效地评估输闪络风险，才能更加准确的评估输电线路耐雷击程度。进行输电线路雷击闪络风险评估主要对输电线设计、特点、杆塔结构等方面进行考虑，对每个基杆塔的耐雷性能进行评估。另外，对当地雷电活动情况进行评估也是必要的，通过杆塔所在区域的雷电活动特征、频繁程度、地形、绝缘配置等，对雷击程度进行评估，将每个基杆塔耐雷性能评估结果和雷击程度评估结果结合在一起，最终确定输电线路雷击闪络风险评估。

（六）减小杆塔接地电阻以降低反击率

接地面的选取应综合考虑环境和变电站输出等情况，选取合适地面作为接地区域出于经济上的考虑，过多的接地保护是一种经济上的浪费。其实只要接地面选取合理，选取中还应注意减小杆塔接地电阻，在一定程度上，这样可以降低杆塔在遭遇雷电流反击后，杆塔出现的高电位，从而降低线路跳闸率，若电网接地电阻过大需采取相应措施降低其阻值。

结束语

总而言之，我国电力系统中，输电线路占据着重要的位置。但是，由于受到不良因素的影响，比较典型的代表就是雷击，导致输电线路在架设的过程中存在许多问题，为了能够确保输电线路可以安全的运行，需要相关部门做好防雷的措施。差异化防雷技术根据地形以及雷电活动等特点进行了分析和研究，在输电线路架设过程中起到积极的作用。因此，在输电线路实施差异化防雷技术，对抵御雷击具有显著的效果，值得广泛应用。

参考文献

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