高壓輸電線路防雷的措施與展望

摘 要：隨著科技的發展和居民生活水平的提高，人們對電力的需求也越來越高，維護輸電線路的安全成為電力行業發展的重中之重。但隨著雷雨天氣的增多，雷電對高壓線路的破壞問題日益嚴重。因此如何做好高壓輸電線路的防雷工作，成為電力行業亟待解決的問題。文章對高壓輸電線如今存在的問題進行總結，并總結了現在主要的防雷措施以及對未來防雷技術進行了展望。

關鍵詞：高壓；輸電線路；雷擊；防雷

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）33-0079-02

1 雷擊問題

雷雨天氣不可避免，因此高壓線路經常會遭受雷擊，大致可分為三種情況：首先是雷電直接作用于線路導線；其次是雷電繞過電路導線后又反擊到電路導線上；最后是雷電作用于線路附近，但在輸電線上產生感應過電壓。但無論哪種情況，都會產生雷電進行波，它會使導線上產生大量電荷，破壞電路。雷擊過后有可能引起線路絕緣子閃烙，從而引起跳閘，甚至引起絕緣子擊穿、斷線等事故。

2 輸電線防雷影響因素

2.1 桿塔高度

隨著桿塔的增高，繞擊數也會增加，地面屏蔽減弱，從而使繞擊區增大，這樣更多的雷就容易擊中輸電線。所以從減小繞擊區的角度來講，我們應該降低桿塔高度。

2.2 地形的影響

雷電事故發生與地形因素也有很大關系，山區線路繞擊率更高，因此也更容易發生雷擊事故。

2.3 接地電阻

接地電阻實際上是電流由大地某一點流向另一點的電阻值，接地電阻的高低會直接影響防雷的效果和整個系統防雷的作用。

2.4 波阻抗與線路絕緣水平

繞擊數與波阻抗以及線路絕緣水平也有很大的關系。

2.5 邊導線與地線的保護角

我們從地線向邊導線作連線，該連線與從地線垂直向下的垂線之間的夾角就叫邊導線與地線的保護角。保護角實際就是代表地線的屏蔽作用，繞擊區隨保護角的增大而增大。因此，一般要求邊導線與底線保護角小于20 ？觷。

3 目前的防雷措施

隨著電力行業的發展，目前已經開發了很多防雷擊技術，主要有：減小線路保護角；降低桿塔接地電阻；提高線路絕緣水平；加裝保護間隙；架設耦合地線；架設旁路地線；安裝避雷針等措施。

3.1 減小線路保護腳

繞擊率與線路保護角成線性關系，因此，減小線路保護角有利于減小繞擊率。而且減小線路保護角也可以減小跳閘率。該措施缺點是對于已經建成的線路，若果采取這種措施將付出高昂的代價。而且對于山區由于桿塔塔頭的限制，我們也不可能大幅度減小線路保護角。

3.2 降低桿塔接地電阻

因為雷擊塔頂電位和桿塔接地電阻息息相關，所以我們可以通過降低桿塔接地電阻，從而降低雷擊塔頂電位，從而提高線路的耐雷水平。我們可以通過水平外延接地體；深埋式接地極；填充低阻物質；加裝導電接地模塊等措施來降低桿塔接地電阻。因此降低桿塔電阻值也是防雷的有效措施。

3.3 加強線路絕緣水平

要提高線路的耐雷水平，我們就必須要大大增加絕緣子的放電電壓。而加強線路的絕緣水平就可以增加線路的放電電壓。因此加強線路絕緣水平也是高壓輸電線路經常運用的防雷措施。

3.4 加裝保護間隙

保護間隙可以保護絕緣子不受損壞，它主要是通過電弧閃絡來保護絕緣子，從而防止雷擊事故的發生。由于保護間隙制作比較簡單，制作成本也比較低廉，保護間隙基本在每個雷電保護器上都有運用。

3.5 架設耦合電線

增大避雷線與輸電線之間的耦合系數可以減少絕緣子電壓的反擊和感應電壓的分量，從而減少雷電事故，而架設耦合線可以增大避雷線與輸電線之間的耦合系數；我們可以通過降低絕緣子承受的電壓，從而提高線路耐雷水平，而架設耦合電線可以增大分流雷擊塔頂時向相鄰桿塔的破壞作用，同時耦合電線也有一些其他限制：架設時需要檢驗桿塔強度，以及耦合地線和輸電線的距離；而且架設耦合電線施工比較困難、受嚴格地形條件限制；同時還會增加線路損耗；而且造價成本也比較高。

3.6 架設旁路地線

架設旁路地線的雷擊防護原理是架設旁路地線可以增強對輸電線的屏蔽作用，從而減少雷擊事故的發生。但缺點是架設旁路地線還需要另外架設桿塔和輸電線，經濟成本較高。

3.7 安裝塔頭避雷針

要大幅降低雷電繞擊導線的概率，我們可以通過在塔頭安裝可控放電避雷針來實現。這樣即使發生雷擊事故，也可以減小繞擊跳閘率，從而保證輸電線路的正常運行。同時，可以阻止反絡的發生從而減小反擊跳閘率。可控放電避雷針的防護效果與合理的安裝方式和安裝方法的息息相關，一定要控制好桿塔接地電阻，以確保可控放電避雷針發揮更好的防護效果。

3.8 安裝線路金屬氧化物避雷器

安裝金屬氧化物避雷器可以提高供電可靠性，從而減少線路的雷擊事故。線路避雷器可以較大地提高線路的耐雷水平，降低線路的雷擊跳閘率，當被應用到線路雷電活動強烈或土壤電阻率高、降低接地電阻有困難的線段，減少雷電事故造成的電力輸送中斷，提高供電可靠性。

4 未來防雷措施

目前我們國家很多高壓線路還在采用傳統的防雷措施，但隨著經濟的發展和居民生活水平的提高，人們對電力行業提出了更高的要求。因此，我們不能一直拘泥于傳統的防雷措施，要勇于創新，采用最新的科技成果，研發出新的、更有效和成本更低的防雷措施。

4.1 線路避雷器防雷保護技術

通過這幾年的研究以及工程實踐，線路避雷器防雷保護技術都對雷擊避雷線或塔頂以及雷繞擊都有很好的防護作用；而且線路避雷器防雷保護技術不受地形的影響，對于雷電活動強烈或土壤電阻率高的地區都有很好的保護作用。因此，在未來防雷技術中，線路避雷器保護技術必將大規模運用。

4.2 半導體消雷技術

半導體消雷技術主要有三大功效：①能百分百地由地表向上發展的雷電，從而達到全能消雷的目的；②中和電流；③減弱電流。由于半導體消雷技術這三大功效及明顯的消雷作用，未來半導體消雷技術必將被大幅運用。

4.3 同塔雙回線路差絕緣的防雷技術

國外從20世紀60年代開始就開始研究同塔雙回線路采用差絕緣的防雷技術，雖然也走了一些彎路，但還是取得了不錯的成績。我們國家要借鑒國外的經驗吸取國外的優點使同塔雙回線路采用差絕緣的防雷技術在未來防雷任務中發揮巨大作用。

4.4 可控放電避雷技術

可控放電避雷技術對高電壓防雷具有很大作用，因此未來高壓輸電線防雷技術將會大量運用可控放電避雷技術。可控放電避雷技術具有較大的防雷保護角，而且有很強的引雷能力，相比于傳統防雷技術具有較大的優勢。另外可控放電避雷技術放電避雷針的陡度低，主放電電流幅值小，因此能大幅避免跳閘的發生。

5 結 語

隨著我國經濟的發展，國家大力進行基礎設施建設，我們國家的電力行業處于世界較為先進的水平。但隨著人民生活水平的提高，人們對于電力行業提出了更高的要求。因此，我們還要在高壓線路保護、防雷、避雷等方面做大量的工作。本文通過對雷擊問題進行簡要分析，然后對傳統防雷技術進行介紹，最后對未來防雷技術進行展望。我們要總結以往的經驗，借鑒國外的成果，采用最新的技術，使我國高壓輸電線路防雷技術踏上新的臺階。

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