高原地区高压输电线路防雷措施探讨绒巴

绒巴

（西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院西藏拉萨850000）

摘要：在高压输电线路运行过程中，雷击作为高压架空输电线路供电安全的最重要影响因素，由于雷击而导致的输电线路安全事故发生较为频繁，这给电力系统运行的安全性带来了较大的影响。因此需要做好高原地区高压架空输电线路的防雷工作，确保输电线路供电的安全，提高电网运行的安全性和可靠性。

关键词：高原地区；高压架空输电线路；防雷；技术措施

一、雷害原因及其危害

输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。输电线路感应雷过电压最大可达到400kV左右，它对35kV及以下线路绝缘威胁很大，但对于110kV及以上线路绝缘威胁很小，110kV及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。

二、常用的防雷措施

2.1架空地线的运用

架空地线一般安装在导线的上方，大多是进行全线架设，可以保护整条线路，因此常常成为主要的导线保护措施。一般来说，雷电活动频繁的地区，应架设双避雷线，而在低于35千伏的输电线路，只需要在变电所进出的一至两千米架设避雷线，以免造成资源浪费。但是架空地线并非万无一失的防雷方法，因为避雷线是在导线的上方，太细达不到防雷效果，反而成为潜在威胁，而建设达标的避雷线，又会使杆塔的结构复杂化，增加工程投入，并且会人为增加杆塔高度，增加雷击风险。

2.2提升线路绝缘能力

为了能够有效的提高高压架空输电线路的绝缘能力，可以在杆塔上方来增加绝缘子串数，从而拉大导线和地线之间的距离，使绝缘能力得以提升。利用这种方法时通常需要在中性不接地及通过消弧线圈接地的绝缘系统中，不仅能够减少雷击事故发生的几率，而且对提高输电线路的抗雷性能也具有非常重要的意义。

2.3降低杆塔的接地电阻

在雷雨天气中，当雨水将地面淋湿之后，土壤的电阻率会大大降低，从而使杆塔顶部成为最常见的落雷点，所以对于这种自然降低土壤电阻率的情况，配合避雷针的使用，可以达到防雷效果。因为杆塔接地电阻过大，会在雷击时，使杆塔的电位升高，对输电线路产生反击，而土壤电阻率满足要求，则雷击时的大部分电流会直接流入大地，从而不使线路绝缘遭受破坏，保证线路的运行安全。

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；而预放负角保护针，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使用耦合地埋线防雷

在高压架空输电线路的防雷工作中，耦合地埋线的作用主要有两个，第一是将接地电阻尽可能降低，在《电力工程高压送电线路设计手册》中提到，沿着输电线路在地中预埋2根左右的接地线称为连续伸长接地线，同时它能够和下一个基塔的接地装置连接在一起，从而能够使土壤电阻率较高的地区的接地电阻得到明显的降低；第二是它能够在一定程度上担负架空地线的角色，不仅能够起到分流作用，还能够发挥耦合作用。根据以往的调查分析，使用耦合地埋线之后，雷击跳闸事故的发生率能够减少40%左右。

2.6使用不平衡绝缘手段

近年来在一些新建的高压及超高压架空输电线路中，多使用双回线路，这就导致一些普通的防雷措施已无法满足这种同杆输电线路对防雷的具体要求。针对于这种情况下，可以采用不平衡绝缘手段，有效的减少双回线路受到雷击时跳闸现象，提高输电线路供电的稳定性。在具体应用过程中，需要使双回线路中绝缘子串片数各不相同，这样在雷击发生时，串片数较少的回路会先发生闪络，在闪络发生后，导线则会被看作地线，有利于另一回路导线的耦合作用的提高，同时有利于提高另一回路的抗雷率，确保始终有一个回路保持正常的供电。

三、防雷措施在实际中的应用

以西藏旁某110kV输变电工程为例，由于线路经过地区的年平均雷电日为90天，属强雷区。防雷保护从塔型设计、绝缘配合、降低接地电阻等方面共同采取相应的措施，降低雷击跳闸率。线路全线架设双地线，地线直接接地，所选杆塔中地线对边导线的保护角不大于15°，双回路地线保护角不大于0°，且铁塔的两根地线之间距离不超过地线与导线垂直距离的5倍。在气温为15°无风条件下，档距中央导线与地线的间距均满足S≥0.012L+1m的要求；大档距的导线和地线的距离还需满足S≥0.1Im要求。上式中：L：档距（m）；S：导、地线间距离（m）；I：大档距雷击档距中央地线时的耐雷水平（kA），取110kA。导线与地线间距离按上述公式计算，取其较小者。由于沿线地区雷电活动较强，事故跳闸率中雷击跳闸率基本上占首位。因此在线路路径选择中尽量优化路径，避免铁塔立于易受雷击处。为便于变电站接地电阻的准确测量，进出线档靠构架侧地线耐张金具串加装一片XDP－70CN型无裙绝缘子与变电站接地网隔开。正常运行时，需采用接地线将其短接。接地体采用Φ10镀锌圆钢，引下线采用Φ12镀锌圆钢，为了加强防腐，接地引下线及接地体均要求热镀锌处理，且不得外露过长。接地采用四点引下，接地线与铁塔可靠连接。为了可靠分流，每基铁塔的地线连接处均需要采用另外一根专用接地线通过专用的接地端子与铁塔可靠相连。对于土壤电阻率特别高，接地电阻难于降低至要求值的塔位，为减小接地电阻，有针对性地选用物理低阻接地模块以有效降低雷击跳闸率。

四、结束语

西藏高原由于特有的地形地貌特点，不仅昼夜温差较大，而且冷暖空气交替频繁，再加之高原上云层较低，这就导致在夏秋季节极易形成雷暴云。当雷暴云放电时产生的雷电会对输电线路带来较大的危害。因此需要做好高原地区高压输电线路的防雷工作，确保输电线路本身供电的安全性，同时还能有效的保证发电厂运行的安全。

参考文献：

[1]詹铭，等.高压架空输电线路防雷措施与应用[J].广东电力，2012，4.

[2]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.

[3]叶明，柳志江，吴芳华，等.输电线路雷电防护的现状分析[J].科学之友，2010（12）.

作者简介：

绒巴（1981.12.10），性别：男；籍贯：甘孜州乡城县；民族：藏族；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：电气工程及其自动化工程师；研究方向：电气工程及其自动化；单位：西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院；