論高壓輸電線路設計中的防雷對策

摘 要：高壓輸電線是配電網中非常重要的一部分內容，它把電能從山區輸送到城市中，成為工業和農業發展的主要命脈。然而，隨著我國經濟的飛快發展，各地區電網建設也迅速增長，對供電可靠性提出了更加高的要求。由于輸送電能增多，致使輸電線路建設的內、外部空間逐漸減小。因此如何滿足電網建設需求是電力技術部門設計的關鍵內容。本文從高壓輸電線路設計中防雷設計的重要性及其設計思路出發，重點對高壓輸電線遭雷擊的原因進行詳細闡述，并提出一些常用防雷措施。

關鍵詞：高壓輸電線 防雷設計 原因 對策

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0100-01

近幾年，結合有關部門的故障統計，因雷擊而導致各類安全事故的發生越來越多，這樣便對線路的穩定、正常運行帶來巨大的威脅，其中有些是跨境高壓輸電線路，所以巡視過程中會耗費大量人力物力，因此加強高壓輸電線路防雷設計是十分重要的。

1 高壓輸電線路設計中防雷設計的重要性及其設計思路

1.1 重要性分析

在電力建設過程中，因架空輸電線路通常在荒野地區且線路距離較長，容易遭受雷擊。其中，在電力系統的跳閘、停電事故中雷擊所占比例最大。尤其是隨著我國科學技術的發展，出現了二次保護裝置，使得電力系統出現的安全事故逐漸減少，而因雷擊導致線路跳閘事故顯得更加突出了，其既影響電力系統中設備的運行，又會給人們日常生活帶來了極大的不便。據有關部門統計，因雷擊導致線路發生跳閘事故占總電網事故的60%。

1.2 防雷設計的思路

高壓輸電線路防雷擊任務主要是利用科學、合理的措施，把雷擊事故降低到可接受程度。所以我們通常會設四道防線，第一道是保護導線。第二道是雷擊塔頂、避雷線，減少絕緣閃絡現象的出現。第三道是若絕緣出現閃絡，采取有效措施降低沖擊閃絡變為穩定電里電弧的概率，這樣才能減少因雷擊造成線路跳閘的現象。第四道是盡管出現跳閘，也不會立即中斷電力供應，可利用環網進行供電。

2 高壓輸電線遭到雷擊的原因分析

輸電線遭雷擊的主要原因為雷云放電導致過電壓通過線路桿塔建立一個放電通道致線路被擊穿。雷擊是在大地的感應電荷通道建立一個放電荷通道，再與雷云中的電荷相互中和而成。因此雷擊與接地裝置有緊密的聯系。我們可通過分析雷擊形式，找出線路閃絡故障的原因，再選用合理的防雷對策，就能獲得良好的防雷效果。結合實際情況來分析，山區的線路主要因地形的影響及高度的增加，使得繞擊率偏高，因此要盡量選擇較好的防雷走廊；然而，在我國東部平原或丘陵地區是以反擊為主的，降低接地電阻值是有效的防雷措施。在實際生活中，影響雷害因素偏多，想要準確確定雷害故障性質，要熟悉掌握線路運行情況并根據地理條件加以綜合分析。

3 對常用防雷措施的分析

3.1 架設避雷線

當前，防雷最有效的措施之一為架設避雷線，其主要作用是防止雷直接擊在導線上。此外還具有以下幾點作用：分流作用。能夠減小流過桿塔的電流，達到降低塔頂點位的目的；利用線路耦合作用，減小線路絕緣子電壓等作用。盡管架設避雷線可作為屏蔽線路，減小雷電繞擊導線發生概率，但并不能完全阻止繞擊發生。

3.2 降低桿塔電阻

降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘概率發生的有效對策。特別是在土壤電阻率較低的區域，要利用鐵塔、鋼筋混凝土等的接地電阻；然而，在土壤電阻率較高區域，利用普通方法難以降低接地電阻，則可利用連續伸長接地體。但是降低桿塔電阻并不能防止繞擊的發生。

3.3 安裝避雷器

在安裝避雷器之后，在輸電線路遭受雷擊時，由于雷電流發生分流，導致電流發生變化：有些雷電流由避雷線流入到相鄰的桿塔中，而有些通過塔體流入大地，若雷電流超過某個值后，便會使避雷器發生動作而加入分流中。由于在避雷器中分流大小要遠大于避雷線雷電流，此種分流耦合作用會導致線路電位升高，造成導線預塔頂點位差比絕緣籽串的閃絡電壓要小，但絕緣籽不會出現閃絡現象，所以線路避雷器有較好的鉗電作用。通過大量實踐證明，安裝線路避雷器效果較好，但投入資金較多，通常用在易遭雷擊的區段。

4 利用保護間隙的防雷保護方法分析

4.1 原理分析

把保護間隙安裝在絕緣子串的兩端，當線路遭到雷擊時，系統便會自動重新配閘進行使用，也就是說把雷電流和大地相連接，實現對用戶的持續供電，這樣一來，可以防止絕緣子閃絡燒毀現象的出現，確保電路的正常運行。

4.2 設計的基本要求

設計要求主要包含以下幾點：①當有雷擊毀線路時，其保護間隙能夠快于絕緣子串進行放電，從而引導雷電流流入大地，不會燒毀線路；②在將保護間隙和線路絕緣相配合使用時，確保線路最大操作過電壓的情況下也不會被擊穿，不能降低線路的絕緣能力；③為有效避免保護間隙產生過多的動作，在滿足被保護裝置的絕緣配合情況下，要增大間隙距離，通常情況下，要求保護間隙不能小于規定的數值大小。

4.3 實施方法

當輸電線路遭到雷擊時，首先產生動作的為避雷器，可以保護間隙過多動作而損壞。在安裝時，要每個一段距離安裝一組，此裝置價格相對較便宜。為減少保護間隙誤動作的產生，可在接地線中串聯一個輔助保護間隙，這樣因鳥類啄食導致主保護間隙發生短路，減少放電現象出現，且又有輔助滅弧作用。當電壓在60 kV及以上時，因主保護間隙距離較大，可不加入輔助保護間隙。

5 高壓輸電線防雷設計要注意的諸多問題

在防雷設計過程中，要特別注意預應力電桿鋼筋不能充當接地線使用；相關的設計人員要隨時了解線路施工過程中出現的問題，并且及時變更設計；對線路桿塔的布置、鐵件加工尺寸大小、電線桿孔位置等進行審核，且在設計過程中減少設計差錯對線路正常運行的影響。此外，還要根據已有高壓輸電線路運行的經驗以及運行方式等，選用更為合理、科學的防雷設計。只有這樣，方能從根本上提高輸電線路耐雷能力。

6 結語

總體來說，輸電線路在遭到雷擊后，便會出現跳閘現象，既會影響電力系統的供電，增加線路、設備等的維護工作量，而且在輸電線路上的落雷，沿線路繼續侵入，甚至會影響變電所正常運行。而在整個電力系統中，線路絕緣能力是比較強的，其次為變電所，而發電機絕緣能力是最弱的。若變電所的設備未能妥善管理，會直接破壞設備的絕緣線，導致不能正常供電。可見防雷設計成為降低雷害事故發生的關鍵，因此在今后的研究與探索過程中，設計出既經濟又合理的防雷措施，具有重要的現實意義。

參考文獻

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