高压架空输电线路的防雷技术探讨

牟鹏举

(中国电力工程顾问集团新能源有限公司西安分公司陕西西安710032)

摘要：电网的安全稳定运行是人们良好生活的基础保障，尤其是随着生活水平的不断提高，输电线路的稳定运行作用越来越重要。对于高压架空输电线路，雷击事故是导致跳闸停电的直接原因。所以，寻找有效的高压架空输电线路防雷保护措施，是电力企业一直关注的问题。本文以下对高压架空输电线路的防雷技术进行全面探讨，从存在的问题入手，进一步提出各种保护线路防雷的措施。

关键词：高压；架空输电线路；防雷技术

1高压架空输电线路防雷存在的问题

1.1绝缘子方面

目前，我国建设的高压架空输电线路，通常使用的三种绝缘子，分别是合成绝缘子、陶瓷绝缘子、钢化绝缘子。绝缘子的功能是为支撑导线以及隔绝电流，避免电流回地。在输电线运行过程中，绝缘子的应用也存在一定的安全缺陷。例如合成绝缘子在工作过程中容易出现掉串的情况，一般由于机械作用所引起，且合成绝缘子存在老化问题。陶瓷绝缘子容易出在运行过程中形成零值绝缘子，及其容易引起闪络击穿现象。钢化绝缘子输电线路如果被雷电击中容易引发裸串的问题。

1.2塔杆存在的隐患

塔杆是指支撑架空输电线路的物体，通常情况下，在建设高压架空输电线路时，通常使用混凝土或者钢材制作塔杆。虽然如此也存在一定的安全隐患，因为钢筋砼杆长时间使用之后，常常会在塔杆的表面不可避免的形成一些裂痕，水泥塔杆也会存在风化的问题。一旦雷电垂直打击，那么通过塔杆内部的电流就会让塔杆内部形成超高温，很容易引起水泥塔杆的爆炸。此外，如果雷电直接击中拉线，也会引起拉线温度极速上升，导致拉线的机械强度产生较大的变化，最后造成塔杆倒塌，从而造成巨大的损失。

1.3避雷线存在的隐患

避雷线是架空的地线，避雷线的主要功能是防止雷击。通常情况下我们设置的是双避雷线，高压架空输电线路如果被雷击中，导线会在一瞬间形成很大的过电压，造成严重的后果。避雷线可以在雷电发生时遮住导线，使导线不容易被雷击中，进而实现避雷的作用。目前，我国基本上所有的输电线路都是设置了避雷线进行防雷。但是该防雷技术缺乏广泛适用性，不能百分之百的防雷，偶尔也会发生雷电避开防雷线直接击中导线的现象。

1.4接地装置存在的隐患

接地装置通常是连接接地电极于地下接地网的设备，高压架空输电线路中所设置的

接地装置同样存在一定的安全隐患。一方面由于地网可能受到化学腐蚀，该现象和地网所处在的土壤有密切的关系。另一方面是由于在对接地装置安装过程中没有严格按照相关标准进行施工，导致各种数值与规范要求存在出入。这样在很大程度上其电阻与计划电阻大小不一致，雷击事故发生后不能最大化的发挥接地装置的功能。

2高压架空输电线路防雷击技术措施

2.1增强输电线路绝缘功能

高压架空输电线路在一些特殊的地形区域建设时，需要建设一些跨度极大的杆塔。这些大型的杆塔也会在一定程度上增加了雷电事故的潜在风险。高塔落雷现象如果发生，很大程度上会引起雷电的绕击。因此，适当的增加输电线路的绝缘功能具有重要的意义。通常增加输电线路绝缘功能的措施是提高绝缘子串片数，从而扩大导线与地线的间距。该措施通常应用于中性不接地的绝缘系统内。所以，提升输电线路的绝缘功能，可明显降低雷电击中几率，提高高压架空输电线路的抗雷能力。

2.2使用不平衡绝缘手段

目前，新建设的高压架空输电线路，冗长设置双回路线路。针对这种情况，我们可以选择采用不平衡绝缘措施，该措施的实施，在雷电击中输电线路时，输电线路跳闸问题可以有效解决，进而确保输电线路在普通小型雷电天气下能够安全稳定的传送电能。不平衡绝缘手段的原理是雷电击中线路后，绝缘子串片数相对少的回路就会出现闪络，这时导线相当于地线的功能。这样可以在一定程度上增强其他回路导线的耦合，从而侧面增强了其他回路的抗雷能力，该方法可以确保输电线路中一直有至少有一个回路在持续供电。

2.3耦合地埋线防雷

对于高压架空输电线路的防雷，我们还可以使用耦合地埋线。耦合地埋线具有两个重要的功能，一个是极大的减少接地电阻，依据相关的设计规范，应该在输电线路下方预埋2-3根接地线，一般我们称为延伸接地线，这样可以连接下一基塔的接地设施，以实现降低土壤电阻率的目的。另一方面耦合地埋线可以在较大程度上实现架空地线的功能，耦合地埋线不仅具有分流的功能，而且还具有耦合功能。依据相关的数据研究显示，在输电线路设置耦合地埋线之后，雷电击中后造成的跳闸率可以降低30%-40%，具有良好的防雷效果。

2.4预放电棒和负角保护针

通过预放电棒可以让导线与地线之间的距离减少，达到增加耦合系数，减少杆塔分流，改善电压分布的目的；而预防负角保护针，即是安装在输电线路导线外侧的另一种形式的避雷针，负角保护针存在的意义在于降低临界击距。一般情况下，电棒和负角保护针是同时装置的，采用这一方法虽然效果没有其他方法明显，但由于其装配维护比较简单，造价也不是很高，因此在很多地方得到了普遍应用。

2.5接地降阻剂的运用

运用接地降阻剂之后，随着时间的变化电阻会缓慢下降。同时部分降阻剂属于略偏碱性，会对接地体进行钝性保护。需要注意的是在使用较长时间后，接地降阻剂的腐蚀作用会越来越明显。所以，运用降阻剂之前必须考虑其长期使用作用。

2.6装设消雷器

消雷器是一种新型的直击雷防护装置．在国内已有十余年的应用历史．目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套，运行情况良好。虽然对消雷器的机理和理论还存在怀疑和争论，但它确实能消除或减少雷击的事实已被越来越多的人承认与接受。消雷器对接地电阻的要求不严，其保护范围也远比避雷针大。在实际装设时，应认真解决好相关问题。

2.7输电线路防雷击方案实例分析

高原地区海拔较高，年平均气温较低，暴雨雷电等强对流天气较多。因此，对于高原地区输电线路防雷措施我们可以采取改造接地装置的方法。如果接地装置不能改造，可以有限选择安装消雷器以可控放点避雷针为主，线路避雷器为辅的方法。故该类区域输电线路架设，不仅需要装置消雷器以及可控放电避雷针就能够弥补架空地线保护范围不足的问题，而且消雷器于可控放电避雷针在安装之后基本上不需要进行短期维护，这种避雷方式对于高原地区的实际情况来说具有非常明显的优势。

3结语

雷电属于自然的一种复杂现象，迄今为止人类对其的认识和了解并不完全，加之雷电活动随机性较强，我们尚不能准确的预测雷电发生的准确时间和地点。所以，对于高压架空输电线路防雷工作的关键在于预防，实施科学的防雷措施，增强输电线路抗雷、耐雷水平，最大化将雷电可能造成的损失降到最低是我们的预防目标。通过不断总结实践经验，改进高压架空防雷设计，日益完善输电线路防雷技术是高压架空输电线路防雷的宗旨。

参考文献:

[1]汤可刚.输电线路防雷措施探讨[J].北京电力高等专科学校学报.2012（08）：P46.

[2]春杰，祝令瑜，汲胜昌，张乔根．高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展[J]．电瓷避雷器，2010，03：95．

[3]杨锦波.浅谈高压输电线路防雷技术[J].机电信息.2011（30）：P72

[4]詹铭，刘婕，曹宁，谭卫成，王洪新．高压架空输电线路防雷措施与应用[J]．广东电力，2012，04：96．

[5]兰海．关于高压架空输电线路防雷措施的探讨[J]．中国新技术新产品．2011．24：92．