試論輸電線路防雷方法及其實踐

傅磊 程景飛

摘 要：輸電線路是電力系統中重要的組成部分。其長時間的暴露在自然環境中，受到外界的影響和損害較大，其中最雷擊是其中最主要的因素之一。文章結合本人從事輸電線路工程的多年工作經驗試論輸電線路的防雷方法及其實踐。

關鍵詞：輸電線路；防雷；方法研究

輸電線路大部分都分布在曠野、山區等地段，極大程度上收到雷擊危害，因此，輸電線路的防雷是減少電力系統故障的關鍵措施之一。做好輸電線路的防雷工作，既可以提高輸電線路本身的供電可靠性，還能保障變電所以及發電廠等安全運行。

1 主要的雷擊方式

在輸電線路的雷擊危害中，主要預防的有兩種直擊雷形式：繞擊和反擊，無論是哪種雷擊形式，都極大程度威脅著輸電線路的安全。

2 輸電線路的防雷方法及實踐

我國對于輸電線路的防雷，以“突出重點，層層防護”為原則，抓住重點，兼顧一般，有針對性的采取各種防雷方法為輸電線路設置層層屏障，從根本上預防雷電波的入侵，降低雷電對于輸電線路的危害，一般采用的方法有以下幾種。

2.1 裝設線路自動重合閘設施

輸電線路在遭受雷擊時，都是瞬時性的接地故障——雷擊跳閘，裝設線路自動重合閘設施，能夠保證輸電線路在大多數雷擊情況下都能夠自動重合成功，保證輸電線路的正常運行。

2.2 降低輸電線路桿塔的接地電阻值

在輸電線路防雷方法中，最為直接和有效的方法之一就是降低輸電線路桿塔的接地電阻值。其接地電阻值的大小直接影響輸電線路桿塔的頂電位大小。如果接地電阻值偏大，雷擊會導致桿塔的頂電位值增加，發生反擊輸電線路現象；如果接地電阻值的大小符合要求，則發生雷擊時，大部分的雷電流將會沿著輸電線路桿塔流入大地，不會對輸電線路的絕緣產生破壞，保證了輸電線路的正常運行。

2.3 加設輸電線路避雷器

在我國對于輸電線路預防直擊雷較為成熟的方法為加設避雷器，該方法已經成功應用十余年，運行效果較好。盡管這種方法還有一些缺點，但是其預防直擊雷的效果得到了大部分專業人士的認可。

2.4 裝設避雷線

裝設避雷線是我國的比較常用的輸電線路防雷方法，其簡單、有效、性價比高。該方法能夠防止雷電對導線的直擊并且還能夠提供其他用途：（1）屏蔽作用：對導線有屏蔽作用，能夠防止導線的感應過電壓超過標準數值；（2）耦合作用：對導線有耦合作用，能夠降低輸電線路的絕緣子的電壓值；（3）分流作用；能夠降低流經輸電線路的雷電流，進而減小輸電線路桿塔的頂電位數值。

2.5 加設輸電線路負角保護針

在我國的西北以及云貴等山區，很多輸電線路都是架設在山腰或者斜坡處，其設置避雷線時，實際保護角要大于設計保護角，這就導致了輸電線路的邊導線可能超出了避雷線的保護范圍，周圍存在繞擊區。這種情況在我國已經得到了很好的解決，通常是在上述的繞擊區范圍加設負角保護針，在兩邊相安裝屏蔽針（上翹30度，長2.4米左右）。這種方法能夠屏蔽繞擊區，有效地防止雷電繞擊。

2.6 保護外邊相

通常情況下，設計人員對輸電線路進行防雷設計時，按照一般的防雷要求進行設計。但是在有山坡的地方，保護角受到山坡的影響，這種設計不能夠滿足防雷要求，實際應用時會導致輸電線路的閃絡次數增加，影響電網的正常運行。因此要根據線路所經地區的實際情況合理進行保護角的設計和校驗，避免設計出的防雷保護角不能夠滿足當地的輸電線路防雷要求的現象發生，對輸電線路進行更好的防雷保護。

2.7 改變輸電線路的絕緣水平

2.7.1 提高輸電線路的耐雷水平，提高線路絕緣

輸電線路的耐雷水平主要取決于絕緣子的性能。因此，輸電線路管理單位應當加強絕緣子的全過程管理，包括加強檢測力度，嚴格質量檢查等。對于已經掛網使用的絕緣子應當嚴格按照我國現行的《架空線路運行規程》中的相關規定對其進行定期檢測，及時更換不合格產品和故障產品，并對其劣化情況進行數據統計分析。

2.7.2 采用差絕緣方法

這種方法常用于經消弧線圈接地或者中性點不接地并且對于導線要求為三角形排列的輸電線路系統。所謂差絕緣方法，就是指在同一個基桿塔上，三相絕緣不同，下面的兩相比最上面的一相要各增加一枚絕緣子，而當桿塔或者上導線發生雷擊時，先擊穿絕緣較弱的上導線，然后再流經桿塔導入大地，不會發生兩相閃絡現象。據可靠數據統計顯示，采用了該方法后，同等級輸電線路的耐雷水平能夠提高24%左右。

2.7.3 采用不平衡絕緣方法

由于供電或者其他方面的輸電要求，目前我國有很多地區都采用了同桿塔搭設雙回路輸電線路的設計，并且數量呈上升趨勢。這就導致了有些線路僅采用一般的防雷措施根本無法保證防雷需要，這時就可以采用不平和絕緣方法。這種方法能夠保證當雙線路中的一條發生雷擊跳閘時，不會干擾另一條線路。這種防雷方法的應用原理就是兩條線路的絕緣子數量并不相同，絕緣子數量較少的線路首先發生閃絡現象，閃絡后其就成為一條避雷線，對另一條線路產生耦合作用。通過大量的數據統計分析，采用該方法后，輸電線路的跳閘率僅為未采用該方法的三分之一。

2.8 加設塔頂預防雷擊拉線

加設塔頂預防雷擊拉線能夠屏蔽和分流雷電流，降低了發生電流反擊的幾率；并且發生雷擊時，雷電流首先觸及預防拉線，降低繞擊的幾率。根據對我國某條線路的雷電流的幅值近20年類的數據實測統計分析，當桿塔頂部遭受雷擊時，塔頂加設的預防拉線能夠使其分流系數降低1.5倍，換言之，即耐雷水平增加了1.5倍。

2.9 安裝耦合地線

對于雷擊發生頻率較高的地段，如果桿塔的接地電阻值受限難以降低時，可以再導線的下方增設一條耦合地線。盡管這條架空線路不能降低繞擊率，但其連接了改桿塔地網和相鄰的桿塔地網，換言之，即相當于增加了連續接地體，當發生雷擊反擊時，增大了分流系數和耦合系數，進而減少了桿塔的接地電阻值，避免了閃絡現象的發生。這種方法能夠使經常遭受雷擊的線路跳閘率降低了二分之一。

2.10 采用雷電定位系統

雷電定位系統能夠對雷電實行實時監測，能夠準確的定位發生雷擊跳閘的桿塔位置，幫助檢修人員及時發現故障點，大大減少了查找故障的時間，及時恢復供電。并且，該系統還能給對相關數據進行統計分析，提高了防雷工作的效率。

3 結束語

由于雷電現象復雜且分散，隨機性強，其危害不能夠完全消除和避免，因此就必須抓住關鍵點，依靠專業人員的不懈努力和探索，綜合采用多種防雷方法和措施，并考慮輸電線路經過的地區的雷電的活動強度、頻率、地形、地貌等多方面因素，將雷電危害降至最低，保證輸電線路的安全運行。

參考文獻

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