农村输电线路的防雷保护

农村输电线路的防雷保护

王洁，路永玲

（武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072）

作者简介：王洁，武汉大学电气工程学院。

摘要：文章首先论述了输电线路防雷的重要性和雷击输电线路的危害，最后重点提出了一些农村输电线路防雷的保护措施。

关键词：雷过电压；耐雷水平；防雷保护

雷电是一种很严重的自然灾害，雷电活动一旦对大地产生放电，便会引起巨大的热效应，电效应和机械力，而造成巨大的破坏。而输电线路分布很广，地处旷野，绵延数百公里，很容遭受雷击。线路落雷后，沿输电线路传入变电站的侵入波会威胁着变电站的电气设备，造成重大事故。因此加强输电线路的防雷不仅可以减少雷击输电线路引起的雷击跳闸次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电力系统供电可靠性的重要环节。

1输电线路的雷电过电压

雷电过电压的破坏性最大,通常会造成设备介电强度下降,敏感设备中的电子器件损坏,保护装置、监控系统误动作,甚至停机停产。雷电过电压又分为感应雷过电压和直击雷过电压。

①感应雷过电压。雷击线路附近地面或线路杆塔时由于电磁感应在导线上引起的过电压，称之为感应雷过电压。下面以负雷云为例来简单说明感应雷过电压的形成：在雷电放电的先导阶段，先导通道中充满了负电荷，在先导产生的空间电场E的水平分量作用下导线上感应出异号的电荷（正电荷），即束缚电荷。由于先导发展的速度比较缓慢，导线上束缚电荷聚积也就慢，电流不大。当雷击大地后，主放电开始，先导路径中的电荷被迅速中和，它们所造成的电场迅速消失，束缚电荷变为自由电荷向导线的两侧流动。由于主放电的速度很快，所以导线中电流很大，即形成向导线两侧运动感应过电压波。感应过电压瞬间将线路变成“高压线”，严重威胁人身财产安全。为预防感应雷，应尽量将电缆埋入地下而不是“架空”，同时，添加室内线路防雷设施，安装专门的弱电保护设备等。

②直击雷过电压。雷直接击于输电线路上，大量雷电流通过输电导线，经输电线路的阻抗接地，在阻抗上产生电压降，使被击点出现很高的电位，被击点对地的电压叫做直击雷过电压。因其电效应，热效应和机械效应等很容易造成线路毁坏和人员伤亡。一般防直击雷是通过避雷针，将雷电吸引到自己身上来，并将其安全导入地中去，从而起到屏蔽作用。

2雷电对输电线路的破坏过程

输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：首先雷击于输电线路（包括直击、反击和绕击）使输电线路受到雷电过电压的作用，线路绝缘发生闪络，建立稳定的工频电弧，从而导致跳闸停电。

3农村线路防雷的保护措施

①架设避雷线。因为农村电压等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，装避雷线的效果不大，一般不在全线架设避雷线。但当雷直击于变电站附近的导线时，沿导线传入变电站的侵入波可能会危及到变电站内设备的绝缘。所以农村输电线，必须在靠近变电站的一段进线（1～2m）上加装避雷线，以减少绕击和反击的概率。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对外侧导线的保护角应小一些，一般采用20～30度。

②安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低农村输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%—80%。

③中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了耐雷水平。为了更好地发挥这种作用，农村输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30欧姆。

④增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，落雷机会会增多。可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而来降低雷击跳闸率。

⑤加强管理与检修。除了在防雷技术上多加研究外，在实际中输电线路的管理和检修也要加强，如增加巡视力度，清理线路旁的树枝，检查防雷设备的接地等等，消除安全隐患，以防一些不必要的因素造成雷击跳闸停电。其次，加强输电线路防雷工作，要从防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率入手，对以前频繁遭受雷击的输电线路，通过加强线路自身绝在加强技术方面的改造的同时要注意实际线路的管理和检修，如清理线路周围的缘、加装线路避雷器、加强杆塔接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。

4结语

随着防雷击术的研究和发展，线路防雷的保护措施会越来越多，在实际中，农村输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要多方位全面地考虑。因地制宜,合理地选择防雷保护措施,并重视和加强管理和检修,定能有效地防止雷害事故，提高农村电网供电可靠性。

参考文献：

[1]关根志.高电压工程基础[M].北京:中国电力出版社,2003.