高壓輸電線路和變電站雷電防護的現狀與發展

馬青川

【摘 要】綜述了國內外各種防雷研究成果：分析了架設避雷線、降低桿塔接地電阻、安裝線路避雷器等常規輸電線路防雷措施的特點及局限性，介紹了新型輸電線路結構、防雷保護間隙、可控放電避雷針等輸電線路防雷新技術；論述了變電站直擊雷防護和進線段保護的具體措施，以及站內重要電氣設備如變壓器、斷路器、電抗器等的防雷保護，探討了變電站接地網的降阻技術。指出輸電線路和變電站的防雷是一個綜合性課題，在防雷工程實踐中，根據技術經濟比較設計最適宜的綜合防雷保護方案，以及進一步研究和完善適合于特殊地理環境的防雷新技術是今后的兩個主要研究方向。

【關鍵詞】輸電線路 變電站 防雷措施

雷電波沿著輸電線路侵入變電站，就會對變電站設備構成巨大威脅。變電站是電力系統的樞紐，站內的變壓器等主要電氣設備的內絕緣大多沒有恢復能力，一旦雷擊損壞，有可能造成大面積停電，給生產和生活帶來重大損失和影響。目前世界范圍內由于雷電波侵入變電站而引起開關設備閃絡甚至爆炸的事件接連發生，我國華南和華東地區的變電站及電廠也發生了數次由于雷擊引起的開關閃絡和爆炸事件。因此，如何切實有效地制定及改善輸電線路和變電站的防雷措施，已經成為確保電力系統安全、可靠、 穩定運行的重要工作之一。

1當前高壓輸電線路和變電站雷電防護

電力是現代社會發展不可或缺的資源，對社會生產和人們日常生活產生了巨大影響。雷電是威脅著電力輸送安全最大的威脅。作為一種自然現象，雷電的產生有一種不可抗性。高壓輸電線路和變電站是電力輸送的重要設備，雷電防護工作是極為重要的。

1.1高壓輸電線路的防雷措施

高壓輸電線路由于雷擊而產生損壞，影響到正常的電力供應，是由于高壓輸電線路常常鋪設于高處。作為重要的電力輸送設備，可以很大程度上極大提高輸電電壓，但同時會更容易遭受雷擊。因此，就需要采取一定的雷電防護措施，以避免由于雷擊而產生電力事故。當前高壓輸電線路的避雷措施主要有避雷設備的使用、將高壓輸電線路鋪設在不易遭受雷擊的路徑以及有效降低高壓輸電桿塔的接地電阻等。避雷設備的使用主要有架設避雷線路，其作用是在高壓輸電線路遭受雷擊時，有效地進行電流分流，一部分電流流經避雷線路，避免過大的電流給輸電線路造成破壞。避雷線路還具有一定的電壓屏蔽功能，使輸電線路產生極小的感應電壓，使雷電難以感應，很大程度上避免了雷擊。

1.2變電站的雷電防護措施

變電站是電力系統的核心，是電力輸送的樞紐。變電站是極容易遭受雷擊的電力設備，且產生的破壞的影響是巨大的。雷電直接擊中設備時，避雷針的應用是極為必要的，合理安置避雷針裝置，雷電電流會通過避雷針流入地下，避免強電流直接流入變電站設備造成破壞。而雷電通過變電站線路流入變電站系統造成破壞，僅僅靠避雷針導出是不夠的。而是需要在變電站輸電線路上安裝多個避雷器，科學合理地進行安排，以達到最佳避雷效果。另外，在變電站進電線路上安裝避雷器或者架設避雷線路，有效地進行雷電分流，從線路上隔絕雷電電流的入侵。

2高壓輸電線路和變電站雷電防護的發展前景

隨著時代的發展和進步，高壓輸電線路和變電站對于雷電防護的要求已經不滿足于當前的現狀，而是需要更深一步的改進和完善。為了適應當前電力系統的發展要求，新的雷電防護舉措已經開始得以應用。高壓輸電線路已經將原來的五平行線結構增設為七平行線結構，形成更好的避雷效果。對避雷針設備加以改進，使其能夠對雷電的高強度電流進行控制，形成可控放電，其避雷效果十分良好，是值得推廣的新型避雷設備。而變電站設備開始應用可以產生電磁場的微電子設備，合理的應用該設備，可以在變電站輸電設備形成有效的電磁屏蔽，降低雷電的感知，有效避免雷擊。除此之外，還有多種雷電防護辦法得以開發和應用，高壓輸電線路和變電站雷電防護得到了十分良好的發展。多種雷電防護措施有著不一樣的雷電防護效果，需要科學合理的進行應用。根據自然環境、地理地勢以及雷電的特點對雷電防護措施加以完善，未來電力系統雷電防護將走向新的高度。要阻斷雷電波侵入變電站，保護電氣設備不受損壞，在臨近變電站的一段線路上要架設避雷線，從而對雷電波起到一定的分流作用，使雷電電流強度處于電氣設備絕緣的承受范圍內。一般來說，變電站內微電子設備受雷電的干擾主要來自于雷電電流產生的瞬變電磁場，因此，要采用適當的電磁屏蔽措施以防止電磁干擾，此外為防止設備由于瞬間過電壓造成的故障，要在微電子系統的關鍵部位安裝過電壓保護器以及浪涌吸收器等等。

3結語

由于雷電活動的隨機性、分散性而使落雷地點和雷電參數等難以掌握，因而難以全面而科學地分析雷擊線路跳閘事故，并提出相應的解決方法。在確定高壓輸電線路和變電站的防雷方案時，全面考慮輸電線路和變電站的重要程度，系統運行方式，所處地區雷電活動的強弱，地形地貌的特點及土壤電阻率的低等條件，根據技術經濟比較的結果，因地制宜，采取合理的綜合防雷保護措施，是今后防雷保護的一個主要研究方向；對于很多地理位置特殊的輸電線路，如山區、農村曠野、高原地區，地形地勢復雜，雷電活動頻繁，易于發生雷擊，進一步研究和完善適合于特殊地理環境的防雷新技術是防雷保護的又一主要研究方向。

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