高压架空线路防雷保护措施初探

高压架空线路防雷保护措施初探

陈海勇

江苏海宏电力工程顾问股份有限公司江苏无锡214028

【摘要】高压架空输电线路因为线路长，分布面积广，容易遭受雷击，发生的事故比较多，一直是困扰电力企业安全用电的难题，受到世界电力系统的关注。雷击引起的供电事故占电力系统各类事故的30%以上，给企业的生产带来不利的影响，造成极大的经济损失，应采取更为有效的防雷保护措施，减少事故的发生。

【关键词】输电线路；防雷措施；探讨

由于自然环境的恶劣影响，雷击引起的高压架空输电线路中断事故频频发生，不仅影响了人们的正常生活，也给企业、社会造成了极大的损失。在多年的治理灾害、防治雷电的过程中，人们采取了多种防雷措施，仍然没有彻底解除这一现象的困扰，电网中因雷电引起的跳闸现象还时有发生，我们应进一步完善防雷保护工作，研究和探讨科学有效的措施，防治事故的发生。

一、雷击事故产生的原因、过程分析

高压架空输电线路产生雷击事故的经过是：当输电线路遭受到雷电过电压的作用时，输电线路会发生闪络；接着，线路从冲击闪络转变成稳定的工频电压，造成输电线路跳闸，供电系统中断。引起输电线路雷击事故产生的主要因素包括线路绝缘子的放电电压、有无架空地线、雷电流强度、杆塔的接地电阻等。在设计高压输电线路时，应查清高压输电线路遭受雷击跳闸的原因，制定相应的保护方案，有针对性的进行防护。

雷击发生频率最高的地区在地形复杂、落差较大的山谷、风口等地；其次在绝缘性能薄弱的耐张杆上；再有，在高山和土壤电阻率较高的地方，由于不合格的接地电阻引发绝缘闪络，产生跳闸现象；最后，避雷线保护角大的杆塔也常常引发雷电事故，这是因为它的保护作用被弱化后，对导线造成了绕击的可能。

二、高压架空线路的几种防雷保护措施

1.架设避雷线

架设避雷线是高压和超高压线路防雷电的最有效最基本的措施。可以有效阻止雷电直击导线。另外，避雷线可以分流雷电流，减少杆塔的雷电流，使塔顶的电位下降，同时减少线路绝缘上的电压，降低导线上的感应过电压。线路电压越高，避雷线的防雷效果越好，根据标准，220KV及以上的输电线路都应全线布设避雷线。在实施过程中，应注意避雷线对边导线的保护角应尽量采用20°-30°。进一步减少绕击率，同时应做好在每个杆塔处的接地。

2.降低线路杆塔接地电阻

降低接地电阻可以减少雷击时的塔杆电位，是常见的避雷措施之一。当塔杆的高度一定时，杆塔型号、尺寸、绝缘子型号、数量等确定的情况下，降低塔杆接地电阻可以提高架空输电线路的防雷效果，减少反击概率。下面列表显示出在0—500KV线路中杆塔尺寸、绝缘子的50%冲击绝缘水平下，不同杆塔接地电阻冲击值对应的耐雷水平。

3.采用中性点非有效接地方式

在大型变电站的输电系统中采用中性点接地的方式，可以自动消除雷击引起的大面积的单项接地故障，减少相间短路和跳闸；当在二相和三相遇到雷击时，先对地闪络的一相的作用如同避雷线，增加了电位分流以及对未闪络相的耦合作用，电压因此下降，提高了线路的耐雷技术。

4.线路绝缘

输电线路线路长、范围广，个别地段设有大跨越高杆塔，这就增加了杆塔落雷的频率，高塔在落雷时不仅塔顶电位比较高，感应过电压大，而且容易受到绕击。应该选用质量得到保证的大爬距复合线路绝缘子，增大塔头空气间距，并且在高架输电线路上尽量采用抗冲击闪络电压能力高的瓷横担等有效措施，防止雷电冲击引起的跳闸现象。根据规定，应该增加绝缘子串片数以提高防雷性能。通常在全高超过40米的杆塔上，每增高10米应该增添一片绝缘子，如果全高超过了100米，必须结合运行经验重新确定绝缘子的数量。

5.架设耦合地线

耦合地线是架设在输电线路相导线下面的接地线，其作用有：一、可以增加避雷线与导线的耦合系数，增加绝缘子串两端的电压反击力和感应电压；二、增强了雷击时塔顶流向相邻塔杆的分流电流。统计数据表示，在110KV的双避雷线路上增加了耦合地线后，其耦合系数增大了50%，杆塔雷电电流分流了12%-20%。在架设耦合地线时，还要控制好其弧垂的对地距离，防止在恶劣天气条件下，导线之间发生碰线引起的短路。

三、结语

高压架空线路的防雷保护不是一朝一夕的事情，应该在工程的设计阶段就引起重视，因地制宜，根据线路的实际情况，采取可行的防雷保护方案。在购买设施上应注意选择设备的专业、可靠、技术先进等品质，在采取了综合防治措施后，还要进一步做好对防雷实施的检查、护理和维护，防雷保护工作是一项系统工作，需要我们在方法选择和监测运行、技术提高等方面做到全面提升。

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