關于架空輸電線路有效防雷措施的探討

鄧益民（國網浙江省電力公司培訓中心,浙江　建德　311600）

關于架空輸電線路有效防雷措施的探討

鄧益民
（國網浙江省電力公司培訓中心,浙江建德311600）

架空輸電線路主要由接地裝置、絕緣子串、桿塔、架空地線以及導線等部分組成，在我國電力系統中承擔著傳輸電能的重任。架空輸電線路在長期的運行過程中，很容易遭受雷擊故障，造成大范圍的停電事故，嚴重影響人們的正常用電和電力系統的安全穩定運行，因此必須采取有效的防雷措施，提高架空輸電線路的安全性和穩定性。本文分析了架空輸電線路雷擊跳閘故障，闡述了架空輸電線路的有效防雷措施。

架空輸電線路；防雷措施

由于架空輸電線路長時間暴露在自然環境中，很容易受到外界自然因素的損害和影響。一旦架空輸電線路遭受雷擊，會嚴重影響整個線路的安全供電，因此相關電力部門應高度重視雷擊危害，有針對性的采取措施，防止架空輸電線路發生雷擊跳閘，保障電網的供電可靠性和穩定性。

1　架空輸電線路雷擊跳閘故障分析

雷擊活動、地形地貌、接地電阻、絕緣強度、線路塔型等因素和架空輸電線路雷擊跳閘有著直接的關系。在架空輸電線路的運行過程中，一旦架空輸電線路遭受雷擊，大量的雷電電流會通過架空輸電線路流入大地，大量的雷電電流使輸電線路電壓大幅度升高，降低輸電線路的絕緣性能，損害架空輸電線路的電力設備，并且容易發生閃絡現象，導致架空輸電線路跳閘和大范圍停電事故。

架空輸電線路從電廠將電能輸送到電力終端，在這個過程中需要面對各種復雜的氣候、地質和地形條件，根據相關數據統計，70%以上的架空輸電線路雷擊事故都發生山區。并且雷擊事故還和架空輸電線桿塔的位置、高度和地面坡度有著直接的關系[1]，桿塔高度越高，電感越大，雷擊電流流過輸電線路的電壓幅值越高，當架空輸電線桿塔沿著山坡架設時，雷電繞擊次數明顯增多。架空輸電線路發生雷擊跳閘主要有兩種表現形式：直接雷擊形式和繞擊雷或感應雷擊形式。直接雷擊是指架空輸電線路的桿塔或者線路直接被雷電擊中，導致架空輸電線路發生雷擊跳閘故障；繞擊雷或感應雷擊是指當雷擊在架空輸電線路桿塔或者附件地面時，在電磁感應的作用下，雷電繞過避雷裝置沖擊輸電線路，引起架空輸電線路發生雷擊跳閘故障。

2　架空輸電線路的有效防雷措施

2.1架設避雷器

在架空輸電線路上架設避雷器，當雷電擊中輸電線路時，避雷器可將一部分雷電流轉移到相鄰桿塔流入大地，如果雷電流較大，避雷器還可以加入分流動作，使大量雷電流先經過避雷器再流入桿塔引導地下。雷電流在流過輸電線路和避雷線時，受到輸電線路電磁感應的影響，在避雷線和導線上會產生耦合分量，從而提高輸電線路的導線點位，使絕緣子的閃絡電壓大于塔頂和導線的電位差，這樣可避免輸電線路發生閃絡，減少架空輸電線路的雷擊跳閘故障。

2.2架設避雷線

在架空輸電線路中架設避雷線，可有效防止輸電線路直接遭受雷擊，減少流經輸電線路的雷擊電流，發揮輸電線路的屏蔽和耦合作用，降低雷擊輸電線路時絕緣子串的電壓，降低輸電線路的感應電壓，提高輸電線路的安全性。通常情況下，輸電線路的電壓越高，通過架設避雷線防止雷擊跳閘的效果越好，通過合理控制保護角，可發揮良好的避雷效果。例如，對500kV輸電線路架設避雷線，設置20度左右的保護角[2]，可有效減少500kV輸電線路的雷擊跳閘次數。另外，架空輸電線路想要減少雷擊跳閘事故，應設置角度較小的保護角，適當增加輸電線路的桿塔高度，并且在架設避雷線時還要適當控制避雷線的位置和相鄰之間的距離，從而提高輸電線路的安全性。

2.3降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是一種非常有效并且直接的防雷措施，如果桿塔接地電阻較大，輸電線路在遭受雷擊時，桿塔頂部電位過高，容易對輸電線路產生雷電反擊。對于土壤電阻率較低的巖石、高山等區域，架空輸電線路要充分利用拉線或者桿塔基礎等接地方式，降低輸電線路的接地電阻；在土壤電阻率較高的區域，架空輸電線路可采用物理接地、混合接地、外引接地、連續伸長接地、放射接地等多種方式，降低輸電線路的接地電阻。同時，可以適當加長輸電線路的接地極，在架空輸電線路經常發生雷擊跳閘的位置，增設耦合地線，充分發揮其耦合作用和分流作用[3]，最大程度地降低輸電線路桿塔位置的接地電阻，提高輸電線路的安全性。另外，可以在架空輸電線路的桿塔位置適當添加降阻劑，降阻劑可快速融入土壤中，擴大地面土壤分散電流的范圍，減小桿塔位置的接地電阻，降阻劑可廣泛的應用在一些山區的巖石地段和土壤電阻率較高的位置。

2.4提高輸電線路絕緣水平

絕緣子的性能對于架空輸電線路的防雷水平有著直接的影響，電力部門應加強對絕緣子的質量檢測和管理，嚴禁使用劣質的絕緣子，對于輸電線路上的絕緣子，按照架空輸電線路運行規范，定期檢測絕緣子性能，統計輸電線路中所有劣化的絕緣子，及時更換不合格的絕緣子，對于頻發雷擊事故的地區，可適當增加輸電線路的絕緣配合，提高架空輸電線路的耐雷水平。

2.5安裝自動重合閘保護裝置

在架空輸電線路上安裝自動重合閘保護裝置，這也是一種常見的防雷設計。安裝上之后，即使輸電線路發生雷擊跳閘，自動重合閘保護裝置可以在雷電閃絡之后自動進行重合，快速恢復輸電線路的絕緣性能。因此在架空輸電線路上安裝自動重合閘保護裝置，可以有效降低輸電線路發生雷擊故障，縮短雷擊跳閘故障時間，提高輸電線路的安全性和穩定性。

3　結束語

針對架空輸電線路的雷擊故障，在規劃設計架空輸電線路時，應充分考慮架空輸電線路所在區域的土壤電阻率、地形地貌、雷電天氣等情況，采取科學合理的防雷措施，有針對性的提高架空輸電線路的耐雷水平，保障輸電線路的供電安全，推動我國電力系統快速發展。

[1]王益軍.深圳電網高壓輸電線路綜合防雷措施探討及其雷電定位系統的應用[D].河海大學,2006.

[2]何澤斌.避雷器在架空輸電線路上的應用研究[D].華南理工大學,2010.

[3]邱雪花.線路避雷器在輸電線路中的應用與研究[D].廣東工業大學,2007.

[4]林峰.在運架空輸電線路雷害綜合治理方案研究[D].福州大學,2009.

鄧益民（1983-），男，湖北黃梅人，學士，研究方向：輸配電線路。