输电线路雷击故障分析及措施

吴超

（国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司辽宁葫芦岛125001）

摘要：架空输电线路长度有时达数百公里或更多，分布面广，杆塔高出地面数十米到几十米，并暴露在旷野、高山，很容易遭受雷击，雷击是造成线路跳闸停电的主要原因，线路跳闸将会严重影响电力系统供电的可靠性。因此，应采取可靠的防雷保护措施，以保证供电的安全。

关键词：输电线路；雷击事故；防雷措施；电磁感应；杆塔

1输电线路雷击故障简析

雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。特别是伴随着科学技术的发展，开关和二次保护的产生，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故日益占据主要的地位，不仅影响线路、设备的正常运行，而且极大地影响了人们的日常生产、生活。线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的60%以上。输电线路防雷保护的目的就是尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。

2输电线路雷击的分类

输电线路上出现的雷电过电压主要有两种，即为直击雷过电压和感应雷过电压。前者由雷击线路引起，后者由雷击线路附近地面而产生电磁感应引起。

2.1直击雷输电线路未架设避雷线的情况下，雷击线路的部位只有两个：①雷击导线、绝缘子；②雷击杆塔顶。有避雷线时直击雷过电压，雷直击于带避雷线的线路有三种情况，即雷击杆塔顶部，雷击避雷线档距中央和雷击导线（即绕击）。

2.2感应雷输电线路感应雷过电压，当雷击线路附近的大地时，由于电磁感应，在导线上将产生感应过电压。感应过电压的形成如图1所示，hd为导线高度（m），S为雷击点离导线的距离（m）。

3输电线路的防雷措施

3.1架设避雷线

引导雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。能够有效地防止直接雷击导线；分流减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位；降低感应过电压。110kV以上应全线架设避雷线。同时还应设置保护角。220kV及以上电压等级输电线路应全线架设避雷线。110kV线路一般也应全线架设避雷线，保护角一般采用20°～30°（为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率）。500kV及以上线路都架设双避雷线，保护角不大于15°，有时甚至采用负保护角（即避雷线位于导线外侧）。35kV及以下的线路一般不全线装设避雷线。保护角受杆塔结构的限制。

3.2装设接地装置和降低杆塔接地电阻

装设接地装置是防止架空输电线路雷害事故的有限措施之一。接地装置由接地体和接地线组成。接地体指埋入地中直接与大地接触的金属体。接地线指电力设备与接地体连接的金属体。对于一般高度的杆塔，降低杆塔冲击接地电阻是提高线路耐雷水平降低雷击跳闸率的有效措施。在土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土的自然接地电阻，在高土壤电阻率的地区，用一般方法难于降低接地电阻时，可以采用多根放射形接地体，或连续伸长接地体；或者采用某中有效的接地降阻剂降低接地电阻值。

3.3架设耦合地线

在雷电流活动频繁或经常遭受雷击的地段，可在导线下方另架1～2条逐基接地的架空地线（镀锌钢绞线），通称为耦合地线，以改善耦合系数。耦合地线与避雷线一样，具有分流和耦合作用，可分流杆塔雷电流12～22%，降低绝缘子串上承受的过电压、减少和防止线路绝缘的闪络。运行经验表明，耦合地线对降低线路雷击跳闸的效果显著，约可降低50%左右。但需注意，在组大弧垂时，档距中央偶合地线与导线间的距离不小于表1所规定的数值。

3.6采用不平衡绝缘方式

在现代高压及超高压线路中，采用同杆并架双回路的日益增多。为了降低雷击时双回路同时跳闸的跳闸率，当用通常的防雷措施无法满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方法，也就是使双回路的绝缘子片数有差异。这样，雷击时绝缘子片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，使其耐雷水平提高不再发生闪络，保证线路继续送电。

3.7装设自动重合闸

由于线路绝缘具有自恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后能迅速去游离，线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化，因此装设自动重合闸的效果很好，据统计，我国110kV及以上高压线路重合成功率75%～95%，35kV及以下线路约为50%～80%。

4结语

综上所述，为防止和减少雷害故障，要结合原有输电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的一种或几种防雷设计，提高输电线路的耐雷水平。雷电活动是一个复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献：

[1]李光辉，孟遂民《输电线路设计》，中国三峡出版社.2000.10.

[2]甘景福，马鑫晟，彭珑，李雨.典型地区配网设备雷击故障特征与防雷措施分析[J].华北电力技术.2014（07）

作者简介：

吴超（1982.7-），男，河北唐山人，辽宁工程技术大学本科，单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：电气工程及其自动化，邮编125001