關于高壓輸電線路雷電屏蔽性能探究

李向陽

摘 要：近年來，伴隨著人們生活水平的顯著提高，各種高壓輸電線路不斷建立，然而，由于高壓輸電線路建立過程中沒有做好防雷措施，也就間接地導致各種安全事故的發生。對此，相關人員一直對高壓輸電線路的雷電屏蔽性能進行研究，并取得顯著成效。

關鍵詞：高壓；輸電線路；雷電屏蔽性能

就目前而言，高壓輸電線路跳閘故障的發生主要是由雷擊導致的，出現該現象的原因和防雷設計、模型等有著密切關系。本文通過對相關輸電線路過程進行分析，并結合環境、地形等對雷電的影響，對高壓輸電線路雷電屏蔽性能進行研究，以便為其它高壓輸電線路的防雷設計提供可靠依據。

1 高壓輸電線路雷電屏蔽模型

雷電過程和空氣放電過程基本一致，雷電導下過程中地面物體強度不斷增強，一旦地面某一物體表面強度達到初始強度時，就會產生上行先導。一般情況下，輸電線路中的導線都放置在避雷線下，畢竟這樣可以受到一定的屏蔽作用，但是，避雷線和導線也會相應的產生上行先導。輸電線路防止雷擊的本質就是上下行先導的選擇問題，如果上下行先導相遇并產生電量后，就說明避雷線起到了一定的屏蔽作用；如果下行先導與導線相遇并產生電后，就說明避雷線沒有起到一定的屏蔽作用，如圖一所示。

圖中hs為避雷線的高度，hc為導線的高度，α為線路的保護角，Rs為下行先導和避雷線之間的距離，Rc為下行先導和導線之間的距離，Hc為高度。

（二）雷擊后屏蔽失效和閃絡率的判定

由于高壓輸電線路遭受到雷擊閃絡后，沒有相對明確的證明能夠導致線路出現跳閘現象，因此，本文采用屏蔽失效和閃絡率對其雷電屏蔽性能進行表示。其中，所謂的屏蔽失效率也就是當雷擊過程中，避雷線沒有起到一定的屏蔽作用，使導線受到嚴重損害，通常情況下都會以100Km的線路對雷擊次數進行計算，也可以將其雷擊失效率說成為繞擊率；閃絡率也就是指雷電的閃爍情況，一般指超過線路耐雷水平后的電流每年所擊中的次數，也是以100Km對其進行計算，也可以將其定義為跳閘率。

高壓輸電線路所產生的繞擊率是在線路相對規定的范圍內產生的，也就是在此規定范圍內雷擊所產生的電流很有可能繞過避雷線擊打輸電線。然而，在此范圍外所產生的雷電流只能對避雷線或者是地面進行相應的擊打，根本不會對輸電線產生任何影響。借助相關方法對屏蔽率和閃絡率進行計算程序的編制，可以通過對不同程度的雷擊距離進行計算，并認真分析其先導的起始點，以便確定最后的擊中位置，從而得到高壓輸電線路的屏蔽率和閃絡率。實際計算過程中，下行先導會對其結果產生一定的影響，如果前進步長相對較大，就會導致結果出現不準確現象。反之，如果前進步長相對較小，不但會增加計算量，還會相應的增加計算時間，甚至還會出現由于計算量過大，計算機不愿接受這一運行的現象。因此，在這一情況下，經過相關人員的反復試驗，在對計算程度進行編制的過程中，采用改變步長的方法來對步長值進行確定，先導下降初期步長取值為5m，當快接近輸電線路時，可以將其改變為0.1m。

2 高壓輸電線路雷電屏蔽性能

（一）保護角的影響

供電局工作人員都知道，避雷線和導線之間的保護角對于雷電的屏蔽有著非常大的影響，直流線路由于不需要對線路進行保護。因此，通常情況下都會相應的采用降低保護角的方法來降低雷擊率。如果該保護角的角度不斷增大，也就間接的說明屏蔽失效率也在增大，尤其是保護角對屏蔽所產生的作用越來越大時，更是會加大這一雷擊率，嚴重時還會導致整個輸電線路出現故障，影響到人們的正常用電。

（二）地面傾角的影響

根據輸電線路的運行可以看出，地面傾角對屏蔽性能具有重要影響。經過上坡上的雷擊率明顯大于平坦地區的雷擊率，即坡度越大，雷擊率就會也大。造成這一現象的主要原因是：越是靠近坡路的輸電線路，由于雷電中的下行先導距離地面的距離比較近，更容易滿足雷擊需求，因此，也就很容易產生雷擊現象。所以，上坡對于雷擊屏蔽作用的加強，也就間接的導致線路雷擊效率的降低。當然處于平原地區，或者是下坡路的輸電線路，情況正好與之相反。

（三）雷擊率和閃絡率

由于高壓輸電線路不需要對中相進行保護，因此，將保護角變負進行防雷保護是較為有效的方法。但是，由于兩個輸電線桿之間避雷線的距離相對較大，當被雷電擊中后，雷電流正好面對導線，在這一現象，雷就會繞過避雷線而直接擊打到導線上，發生繞擊。高壓輸電線路在不同程度的傾角和保護角的保護下，兩個避雷線之間最大的電流≤10.0KA，因此，也就不會發生所謂的閃絡現象，所以，雷擊后的閃絡率為0。所以，可以適當的在防雷設計過程中，采用負保護角進行導線的保護，只有這樣才能避免被雷擊中后，兩根線桿之間不會發生閃絡。

當然，上述關于高壓輸電線路雷電屏蔽性能所講內容還不是很完善，這就需要研究學者在原有知識基礎上進行認真專研，以便讓更多供電局輸電線路工作人員對其進行了解，在以后的工作過程中做到有據可依，進而促進該輸電線路事業的進一步發展。

3 結語

綜上所述，保護角對線路保護起到非常重要的作用，因此，在防雷方案設計過程中，要從改變保護角方面著手。并且，地形環境因素也對線路的雷電屏蔽有著重要影響。就目前而言，高壓輸電線路雷電屏蔽性能還不是很強，這就需要相關人員不斷對其進行研究，從而更好地進行線路的防雷保護。

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