高压输电线路雷电绕击影响因素及防护

高压输电线路雷电绕击影响因素及防护

邱维

湖北联网电力设计有限公司 湖北省武汉市 430062

摘要：高压输电是解决电力能源大规模配置、联系电力负荷中心和发电资源的重要载体。如何实现线路避雷绕击，提高电网的安全运行，是电力行业的关注的重要问题。为避免雷电对高压输电线路产生影响，针对高压输电线路雷电绕击影响因素与防护技术进行详细论述，以期为实践工作提供有效参考。

关键词：高压输电线路；避雷绕击；防护措施

引言

新时期下，随着我国经济的发展和社会的进步，我国国民对电力资源的需求量也在逐年上升，各种大型电站也越来越多，高压输电线的密集程度也在持续上升。现如今，我国也已经形成了以高压输电线路为主要网架的高压输送网络。但是，由于输电线路通常情况下都建设在较为空旷的地方，在实际运行过程中很容易遭到雷击，导致高压输电线路出现故障，增加维修成本，这就需要电力企业加强对高压输电线路的防雷工作的重视，制定相应的防雷措施，保证输电线路的稳定运行。

1、雷电对高压输电线路的影响

1.1直击雷过电压对输电线路的影响

直击雷过电压主要指的是输电线路被雷电直接击中。在这种情况下，输电导线会产生雷击，当雷击通过阻抗和地面变化时，会引起电压下降，从而使雷击部分的线路电位升高。另外，在高压输电线路在被雷电直接击中以后，还会产生一些其他反应，如热效应、电效应等效应，也可能对输电线路造成严重损害，甚至影响一线工作人员的生命安全。因此，在实际工作过程中，工作过人员需要采用大量的避雷针，对雷电进行屏蔽。

1.2感应雷过电压对输电线路的影响

感应雷过电压是雷电击中高压输电线路或者击中线路周围的地面，导致雷电区域出现电子感应现象。另外，输电线路的导线中也会形成电压，导致导线电流增大，最终形成人体难以承受的高压。在感应雷过电压下，受到输电线路本身的特征影响，导线的两侧也会形成感应过电压波，使输电线路的电压升高。因此，为了预防感应雷过电压，输电线路施工人员在实际施工过程中，可以采取地线掩埋的方式进行线路建设，在线路掩埋过程中进行相关的防雷操作，从而加强雷电防护，保证输电线路的正常运行。

1.3雷电绕击对输电线路的影响

雷电绕击对输电线路的影响较大，当高压输电线路出现雷电绕击情况时，雷电可以避开输电线路上的避雷针等普通避雷装置对输电线路造成危害。另外，雷电绕击情况在较为空旷的线路位置较为常见，偶尔也会发生在线路布置较为烦琐的输电线路中，输电线路在被雷电击中时，产生的危害会向输电线路的两边开始传递，出现线路闪络的情况，严重影响高压输电线路的正常运行。

2、高压线路雷电绕击保护技术

适用于普通架空线路的雷电绕击防护措施如减小保护角、装设杆塔侧针等，并不能完全适应于高压线路。高压线路输送功率大，若跳闸，电网则急需在短时间内投入大量备用设施，高压线路绕击防护要求绕击跳闸等于或接近0。高压线路塔高串长，环境复杂，只有减小保护角，比较适合采用线路避雷器、安装杆塔侧针。

2.1做好线路架设区域调查

在实际工作中，区域地形、地貌严重影响输电线路屏蔽作用。因此，需严格按照地形地貌，合理利用塔杆高度和接地电阻，才能发挥系统屏蔽作用，突出输电线路雷电绕击防护性。

2.2保证计算精准性

输电线路的接地电阻能承受的雷电流幅值必须严格限定在一定范围内。若超出，线路安全性无法保证。所以，要严格按照模型设计计算，保证设计的细节、全面性，才能全面实现整个输电线路的雷电绕击防护性能的优化目标。

2.3强化超高压输电线路

雷电绕击防护性能的参数精准完善各项参数精准对雷电绕击防护性能影响显著。要合理计算各项参数，保证参数完善、规范、合理，达到强化线路雷电绕击防护性能的目的。

2.4合理安装线路避雷器

避雷器是防止绝缘子闪络的专用设施，目的是提升线路的雷电抵抗性能。高压输电线路雷电绕击防护要选择耐雷水平120kA以上设备，利用较大的绕击电流实现线路防雷击保障。在构建接地电阻时，要做好电压钳制作管理。依据接地电阻的计算，当线路耐雷水平达到100kA时，出现最大坡度下高压输电线路雷电绕击的概率很低，选择此数值可有效应对大多数情形。

2.5选择安装合适的杆塔侧针

用针电极尖端的先导特性解决高压输电线路雷电绕击进行避雷是避雷的主要技术之一。在易出现雷击的线路区域内安装侧向避雷针，可减少对设备产生不良的影响。在实际工作中，根据实际选择合适的特高压输电线路雷电绕击侧针。因输电线路地形复杂，要在跨越山谷雷击高发地安装更多避雷侧针预防雷电。

2.6架空地线和耦合地线

架空地线也是在高压高压输电线路中的较为有效的防雷技术，在实际应用的过程中，不仅可以对输电线路进行分流，降低雷电对输电线路的危害，还可以实现对高压高压输电线路导线的耦合，从而有效降低绝缘子电压，最终实现防雷效果。因此，设计人员在应用架空地线和耦合地线进行高压高压输电线路的防雷操作时，需要结合实际的架空低线的标准，对每一个阶段的高压高压输电路进行保护。

2.7降低铁塔的接地电阻

在架空输电线路防雷措施中，降低塔杆接地电阻是非常有效防雷措施，并且是非常经济的防雷手段。在架空输电线路中降低接地电阻有以下几种方式。1)在架空输电线路中要充分的利用架空输电线路的自然接地。那么在接地施工过程中，要充分并且有效的运用混凝土结构中的钢筋骨架以及金属结构物等自然接地体，这种情况下是降低接地电阻的有效方式。2)引进接地装置设施。可以在塔杆所在位置以及架空输电线路附近有水平敷设的位置上引进接地装置设施。并且由于引进接地装置设施的经济费用较低，不仅仅能够达到降低接地电阻的效果还能够使得冲击接地电阻降低，获得有效防雷作用。3)土壤电阻率的改善。土壤电阻率与接地体的接地电子紧密相关，故而可以将接地体四周的土壤电阻率加以改善，进而使得接地电阻降低，达到防雷效果。首先，可以运用换土的方式改善土壤电阻率。简单来说，就是将接地体四周电阻率高的土壤运用电阻率低的土壤替换，进而使得接地电阻降低。这种方式虽然十分有效，但是施工工作量大，费用高。在运用换土法降低接地电阻时一定要保证电阻率降低、性能稳定以及腐蚀几率小的特点。

2.8加强架空输电线路绝缘水平

防雷和绝缘密不可分，加强绝缘不仅仅能达到避雷效果，并且还能够有效提高人们生活安全以及用电安全。在架空输电线路中可以通过增加绝缘子的数量来获得加强绝缘水平的效果，并且在架空输电线路中的接地电阻越低，那么绝缘水平效果就越加明显。即使是在不能够实现降低接地电阻的架空输电线路中，通过增加绝缘子的片数其耐雷也能够有效提升6kA左右。一般来说，在架空输电线路中所采用的绝缘子是有机合成的绝缘子，通过大量的研究表明，有机合成的绝缘子比陶瓷以及玻璃绝缘子的性能相对差些，但是在有机合成的绝缘子中含有不击穿结构，当输电线路受到雷击后，能够有效预防雷击放电进而产生不可逆现象发生，绝缘效果非常明显。因此，在受到雷击率高以及雷击很强的地区都会运用有机合成的绝缘子，有效加强架空输电线路的绝缘水平。另外，可以运用新型的绝缘方式来提升架空输电线路的绝缘水平。近几年来，随着我国科技水平不断提升，在架空输电线路中运用了大量的新型绝缘方式，不平衡绝缘方式就是其中一种。不平衡绝缘方式就是以输电线路调度数据为基础，有效加强输电线路的绝缘水平，进而使得绝缘子得以改善，这种情况下就能够提高架空输电线路的耐雷水平。

结语

总而言之，高压输电线路在我国电网中的应用较为广泛，因此，设计人员需要加强对高压输电线路的防雷设计，在实际建设过程中，完善各种防雷措施，从而保证高压输电线路的安全稳定运行，保障我国国民的生活质量。

参考文献

[1]高康.超特高压输电线路雷电绕击防护性能分析[J].电气技术与经济,2018(02):39-40+53.

[2]郑潇啸,文中,黄林.高压输电线路综合防雷对策分析[J].通信电源技术,2018,35(03):225-226.