输电线路设计中线路防雷技术的运用研究章璟

输电线路设计中线路防雷技术的运用研究章璟

章璟

（江西恒泰电力勘测设计有限公司江西南昌330031）

摘要：在进行输电线路设计的过程中，应当与实际情况相结合，对线路所要经过地区的自然环境、地形地貌、气候条件等进行综合考虑，并在线路中融入合适的防雷措施，减少雷击对线路产生的负面影响，继而促进电网系统的稳定运行，为电网的发展提供技术支持和保障。

关键词：输电线路设计；线路防雷技术；运用

引言

随着我国经济的飞速发展，人们对电力的需求逐年增长，在一定程度上促进了输电线路规模的扩大。在输电线路中，很多线路都是露天安装的，容易受到自然环境的影响，特别是雷电危害，严重危害着输电线路的安全。因此，需要在输电线路设计中注重防雷技术的使用。

1防雷接地措施的重要性分析

输电线路的防雷接地措施对于线路的运行和安全有着直接的影响，因此需要根据实际的需要做好输电线路的防雷接地的工作，这样来使得电力得到高效的输送，避免输电线路因为雷电的影响而出现问题。做好防雷接地的措施也对维持电力设备安全和稳定的运行发挥着重要的作用。另外，防雷接地的措施最关键的部分是防雷，这样来保证输电线路不会犹豫雷电影响遭到破坏。输电线路在雷电的作用下一般会发生跳闸的问题，这种现象的出现也会很大程度上造成输电线路出现停电的问题，如果输电线路中安装防雷接地的设备，把这个设备和避雷线连接在一起可以有效提升线路的防雷效果。另外，防雷接地的措施能够使由于线路损坏的问题造成的人身伤害降到最低，并且还能够有效降低由于线路的损坏导致的国家的损失。有效保护了人身和财产的安全。因为部分基站所处的地理位置在高处，因此很容易遭受雷击的侵袭，所以一定要加强对输电线路的防雷接地处理，降低遭受雷击侵袭的概率，使得电力的输送更具安全性与稳定性。

2工程概况

新建井冈山水电站-澄江220kV线路共计新建线路长为30.4km，其中单回路线路总长27.7km，单回路大档距跨江段1.7km，双回路线路总长1km（与澄拿线共塔架设）。利用原澄拿线220kV线路单回路部分长4.1km，双回路部分2.2km，合计井冈山水电厂-澄江220kV线路线路长度36.7km。

本次为避免新建的井冈山水电站-澄江220kV线路与澄拿线交叉同时为避免在澄江变内调整拿山与井冈山水电厂间隔，本次新建的井冈山水电站—澄江220kV线路将利用部分澄拿线线路进入澄江变，因此需要将水电外送线路占用的澄拿线部分还建。

新建澄拿线单回路部分线路长度为4.6km，与井冈山水电厂-澄江220kV线路共塔单边架线线路长度3.2km（井冈山-澄江220kV线路新建部分1km，老澄拿线双回路部分2.2km）。

2.1接地装置型式

根据本工程土壤电阻率特性，规划了T1、T2、T3、T4、T5共5种接地型式，不同的地形或土壤电阻率采用不同的接地型式。T1一般用于泥沼地形，T2一般用于旱地地形，T3一般用于平丘地形，T4一般用于山丘地形，T5一般用于山地、岩石地形。对于土壤电阻率大于2000（Ω•m）的山地、岩石地区，考虑在T5的基础上加埋接地模块至满足要求。对于变电站出线段，为进一步改善接地以提高线路耐雷水平，考虑对接地适当加强。

2.2负角保护针在线路防雷差异化设计中的应用

2.2.1负角保护针适用于220kV及以上输电线路

根据2000年以来江西电网防雷措施效果统计结果（其中单位雷击跳闸率为归算到同一走廊落雷密度的雷击跳闸率，下同），负角保护针在单回路上的应用效果如下：

可见，对于在220kV单回路“负角保护针+降阻”的综合措施，统计得出的单位雷击跳闸率降低23.2%，若结合调爬，单位雷击跳闸率的降低值更达57.9%。

2.2.2关于负角保护针的安装位置

以220kV猫头塔和同塔双回路塔为例，通过三维电气几何模型计算负角保护针安装效果，结果如下：

可见，对于单回路线路，负角保护针安装于导线横担的效果优于地线横担；对于同塔双回路，负角保护针安装于上相横担的效果优于地线横担，而安装于中相横担的效果优于上相横担。由于同塔双回路中相导线闪络概率占主要比重，总体来看，负角保护针安装在最靠近易绕击相时，效果最好。

水平排列转角耐张塔和干字型转角耐张塔不在转角内侧安装负角保护针，主要是考虑到跳线风偏时，可能导致对负角保护针安全距离不足。

对于干字型转角耐张塔，在中相跳线上方的地线横担上安装一支负角保护针，主要是考虑该塔型中相雷击跳闸率较高，而跳线离地线横担较近，故在该位置安装负角保护针。

2.3线路避雷器在线路防雷差异化设计中的应用

据统计，江西电网220kV线路共安装33基线路避雷器，安装后运行4至10年不等，110kV线路共安装27基线路避雷器，安装后运行3至5年不等，所有安装过避雷器的杆塔均未发生跳闸。

可见，从实际运行情况来看，线路避雷器达到了雷击跳闸彻底防治的效果。但由于线路避雷器的成本和安装后的维护问题，目前条件下无法实现大面积安装。因此，线路避雷器应选择雷害风险最高、其它防雷措施实施困难的杆塔进行安装。

高塔是线路易受雷击点和反击、绕击的易发杆塔。据2005年以来江西电网雷击跳闸统计，500kV线路雷击故障杆塔的平均呼高比全网平均值高8.3%，220kV线路雷击故障杆塔的平均呼高比全网平均值高16.7%。

据运行统计，江西电网220kV线路单回直线塔的60次雷击故障中，边相52次，中相8次，边相是易故障相。若在边相加装避雷器后，同样能提高中相的反击耐雷水平（到达中相原有反击耐雷水平前，边相的避雷器就将先动作），故对反击防治而言，推荐加装在两边相导线上。

对绕击跳闸而言，理论上绕击闪络只能发生在边相，故选择两边相安装能防止绕击闪络。

结束语

雷电为常见自然灾害，其对输电线路产生的影响较大，雷击时会有过大雷电流通过线路，导致输电线路被烧毁，无法正常供电，对整个电网运行效率具有重要影响。为提高输电线路运行可靠性，需要落实有效防雷措施，来消除雷击对线路产生的影响。基于电网运行要求，收集输电线路相关数据，并对多项防雷措施进行对比，选择最佳防雷措施，来满足电力系统防雷需求，实现电网的有效保护。

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