輸電線路的綜合防雷措施

明 宇

（國網晉城供電公司，山西 晉城 048000）

0 引 言

電力供應直接影響人們的生產生活，需提高供電穩定性和安全性。高壓輸電線路由于所處的地理環境和自然環境比較容易遭受雷擊，造成的經濟損失不可估量。因此，詳細論述了綜合防雷措施。

1 輸電線路事故原因分析

輸電線路中，高壓輸電比較容易遭受雷擊損害。高壓輸電線路的建設比較困難，對地理位置和地理條件要求較高。對于一些地勢復雜、險峻的地區，高壓輸電線路不僅架設難度較大，而且遭受的損害也較多。由于輸電面積較廣、輸電線路較長、地勢較開闊及線路架設較高，很容易在雷雨天氣遭受雷擊。

1.1 輸電線路絕緣配置不到位

絕緣裝置是為了避免輸電線路中產生電流回流。如果絕緣裝置配備不到位，甚至失去效用，容易發生跳閘現象。絕緣裝置一般使用周期較長，老化現象較嚴重，一旦遭受雷擊，會造成非常嚴重的電力事故，且修復周期較長，造成的損失較大。

1.2 輸電線路中防雷裝置不達標

高壓輸電線路建設中，需提前設計好防雷裝置的安裝。但是，實際建設中容易忽略桿塔保護角，增大了雷擊概率，所以設計時要保證桿塔保護角符合標準，增強高壓輸電線路的防雷能力。避雷針不適用于輸電線路的架設。

1.3 桿塔接地工作不完善

經研究發現，多數雷擊事故的發生都是由于雷電直接擊中線路或者擊中輸電線路附近的空曠地帶，造成了過電壓現象。發生過電壓事故的原因和桿塔接地裝置直接相關。桿塔接地的阻值如果高于標準值，就會直接降低輸電線路的耐雷水平。桿塔高度也會影響輸電線路的防雷能力，桿塔高度越高，引雷面積就越大，輸電線路的防雷能力就越弱，且反擊概率也越高，更容易跳閘。

2 輸電線路綜合防雷的具體措施

輸電線路的過電壓保護方式會因輸電線路的電壓級別、電荷性質、系統運行方式、雷電活動的頻繁程度及當地具體環境的不同而采取不同措施。

2.1 線路走廊的選擇

線路走廊的選擇是從路線上避開雷電頻發的地區，需做好前期調研工作。根據當地的氣候和自然環境，選擇雷電較少的地區，還需結合相應的知識避開雷電頻發的場所。例如，水庫、山頂及半山區，不是靠近水，就是地勢較高，容易引雷。向陽坡下雨頻繁，容易引雷。靠近河流湖泊的高坡或者桿塔接地電阻高的地區，容易引雷。橫跨水庫、河流、湖泊及地勢較高的平原地區等，四周較空曠，輸電線路架設較高，且靠近水域，容易引雷。

2.2 架設避雷線

經調查研究發現，在平原地區架設避雷線效果顯著。避雷線和避雷針的原理是相同的，都是把雷電通過導線引入地下的避雷網，以減少其對輸電線路的危害[1]。

避雷線在雷電高發的山地、丘陵地區避雷效果不佳。山地不僅是多雷區也是易繞擊區。多山地區易出現繞擊失效和側擊失效的現象。為減少繞擊，需減少保護角。對于已建成的輸電鐵塔，已無法改變其保護角。對于正在建設或者準備建設的輸電鐵塔，可合理設計保護角，一般不宜超過20°，最大不能超過30°。

架設耦合地線防雷效果顯著。耦合地線可有效降低輸電線路的反擊跳閘率。對于超高電壓輸電線路，需降低桿塔的接地電阻，以加強避雷效果，但是實際操作中較難實現。通過增強避雷線和導線的耦合作用，可降低絕緣子串的過電壓，也可降低輸電線路反擊跳閘率，提高輸電線路的防雷、耐雷水平。

2.3 降低桿塔的接地電阻

降低桿塔的接地電阻是有效的防雷措施。接地電阻過大會增加雷電反擊跳閘率，是輸電線路遭受雷電危害的關鍵原因[2]。降低桿塔接地電阻的方法是放射法埋設鋼筋。但是該方法只適用于電阻率低、土壤條件好及石頭較少的平原地區。對于石頭較多、土壤較少及電阻率高的山地地區，可添加降阻劑來降低桿塔的接地電阻。降阻劑的組成成分有細石墨、膨潤土、固化劑、潤滑劑及導電水泥等。降阻劑是良好的導電體，可作用于接地體和土壤之間。一方面，降阻劑可與金屬接地體緊密接觸，形成較大的電流流通平面；另一反面，降阻劑可針對性地降低地區桿塔的接地電阻，降低雷電反擊跳閘率，提高輸電線路的耐雷水平。

2.4 安裝線路型的避雷器

2.4.1 氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器也叫線路型避雷器，是最有效的一種防雷措施，可從根本上杜絕輸電線路跳閘。氧化鋅避雷器的原理是當雷擊桿塔或繞擊導線在絕緣子串兩端產生的過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器首先動作，釋放雷電流，然后在工頻電壓下呈現高阻，工頻續流截斷，從而保護絕緣子串免于閃絡，開關并不跳閘。氧化鋅避雷器多安裝于雷電電擊事故頻發地區。但是氧化鋅避雷器的安裝建設成本較高，不適合大面積、大范圍地安裝建設。

2.4.2 線路型避雷器安裝原則

（1）多安裝于山區

一般山區都是雷電高發區，并且多有雷電繞擊導線發生輸電線路跳閘事故。由于一般山區桿塔的接地電阻較高，使用降阻劑和架設避雷線效果都不明顯，需安裝線路型避雷器。

（2）考慮桿塔的接地電阻和相鄰桿塔檔距

對于一些桿塔接地電阻較高的地區，應盡量改造桿塔檔距，以降低接地電阻。如果因為環境因素和其他因素無法進行改造，且雷電電擊事故頻發，可考慮安裝線路型避雷器。

（3）考慮交通條件

安裝線路型避雷器時，需充分考慮避雷器安裝地區的交通條件，盡可能降低工程建設成本。

2.5 加強維護，提高輸電線路的絕緣水平

輸電線路架設完成后，需對輸電線路加強維護，特別是對絕緣子的維護，包括定期檢測和更換老化、失去絕緣能力的絕緣子。絕緣子一直處于交變電場中，隨著時間的推移會慢慢失去絕緣性，進而使絕緣子的分布電壓降低甚至變為零。絕緣子的絕緣性降低，輸電線路的絕緣性也會隨之降低，容易出現閃絡事故。為提高輸電線路的耐雷能力，需專門人員定期檢查和更換絕緣子。

3 綜合防雷措施總結

雷電是一種自然現象不能阻止，只能通過人為方法減少雷電對輸電線路的影響。常規方法不能高效全面地提高輸電線路的抗雷率，只能局部降低雷電反擊跳閘率。氧化鋅避雷器可從根本上消除雷電反擊跳閘率，防止雷電擊中輸電線路和輸電高塔。架設避雷線、減少保護角及降低桿塔接地電阻都可有效提高輸電線路的耐雷水平。添加降阻劑可降低地區的電阻率，但是對于一些高電阻率的地區效果并不顯著。安裝線路型避雷器可顯著提高輸電線路的耐雷能力，但安裝成本過高，不適合大面積鋪設。

4 結 論

本文詳細探討了線路走廊選擇、架設避雷線、降低接地電阻及安裝線路型避雷器等綜合防雷措施。