高壓輸電線路防雷措施分析及改進方法

石能森 顧超 李松偉

摘要：高壓輸電線路是我國電力傳輸的主要途徑，做好其防雷措施的分析，是提高線路運行穩定性與安全性的重要措施。文章先對高壓輸電線路運行安全問題及影響因素進行闡述，之后對線路防雷措施進行分析，最后提出改進方法。

關鍵詞：高壓輸電線路;防雷措施;改進方法

眾所周知，雷電屬于自然現象，雷電對于電力系統的危害性大，影響范圍廣，因此，深入分析高壓輸電線路防雷措施的科學性顯得至關重要。

1、高壓輸電線路運行安全問題分析

1.1 雷電等不可抗力的自然因素

雷電具有不可抗、隨機性和復雜性的特點。高壓輸電線路的架設一般選在人煙相對稀少、地勢開闊的地區，使得雷電等自然因素的碰撞發生率大大增加，如果被雷電擊中，除造成停電外，還會引發巨大災害，形成以高壓輸電線路為中心，四周都產生帶電離子，在與高空中帶電云朵相互碰撞，形成電壓差，一旦附近有人靠近，就會影響其生命安全。

1.2 冬季覆冰等自然災害

除了夏季的多雨高發季節容易受到損害外，冬天也極易受到溫度過低、導致結冰的自然災害。我國北方地勢較高，屬于溫帶季風氣候和溫帶大陸性氣候，冬季寒冷干燥，西北風盛行，容易形成覆冰區，冰層隨著溫度的降低逐漸增厚，當到達一定程度之后，輸電線路不能承受過大的負荷，造成線路斷裂倒塌的事故。

1.3 線路倒塌斷裂等情況的產生

上文中提到，冬季覆冰容易造成線路斷裂倒塌的事故，除此種因素外，平時的高壓輸電線路倒塌的情形也時有發生。這是由于高壓輸電線路架設較高，且支撐點較少，導致其高壓線路容易受到外界因素而影響。常見的就是春秋季節的大風影響，風力過大，使得高壓輸電線路左右搖晃，線路的質量進一步受到迫害，最終出現線路倒塌斷裂的情況。

2、高壓輸電線路防雷技術的措施分析

2.1高壓輸電線路主要的防雷技術措施分析

2.1.1避雷線的架設以及避雷器的安裝

在對高壓輸電線路進行防雷措施時，使用最普遍的措施就是對其進行避雷線的架設，這種措施主要就是為了能夠防止雷電直接擊中導線。但是，如果雷電直接擊中了導線，這樣就會使得流經桿塔進入大地的電流減少，從而降低了桿塔的電位。與此同時，可以通過其對導線的屏蔽作用，這樣就可以有效的減少高壓線路絕緣部分的電壓，進而可以通過導線、架空地線間的耦合作用，降低感應過電壓。總的來說，高壓傳輸線路的電壓越高，所架設的避雷線的效果就會越好，并且對于電壓較高的輸電線路，避雷線的成本也會相對較低。所以，要想使避雷線獲得更好的使用效果，要適當降低繞擊率，并且要減少保護角度。

2.1.2防雷保護角的設置

通常對高壓輸電線路雷電防治措施都只是按照規定進行避雷線或者避雷器的安裝，往往忽略了重要的環節，那就是對防雷保護角的設置。防雷保護角不但可以有效的降低高壓輸電線路中出現的閃絡現象，而且還可以有效的降低電網中的安全隱患。因此，對防雷保護角的設置就顯的至關重要。在對山區進行線路的繞行時，應該用有效的計算方法來對桿塔保護角進行校正，在設計過程中，要避免保護角過大的現象，盡可能地將減小發生雷擊的次數。避雷線的主要作用就是引流，能夠有效的降低在電路回路中的功率損耗。與此同時，將避雷線通過一個較小的空隙和大地之間保持一種絕緣的狀態，這樣在雷電發生時，空隙就會被擊穿，從而使避雷線和大地相接。因此，如果將避雷線的保護角適當的減小，就可以有效的減少雷擊次數，進而有效的降低停電損失。

2.1.3絕緣配置方式的選取

為了能夠有效的減少高桿塔區域發生雷擊的現象，減少繞擊電流，最有效的措施就是提高絕緣配置。如果要想有效的減少跳閘的次數，就要增加絕緣子的數量，增加導線和地線之間的距離，這樣就可以有效的達到目的。而對于高壓同桿雙回路而言，就可以通過增強其回路中的絕緣強度的方式來進行跳閘率的有效降低。值得注意的是，無論采用哪種配置方式，都應該要保證投資的合理性。

2.2對高壓輸電線路防雷技術的其他措施分析

2.2.1耦合地線的架設

這種措施雖然對于繞擊率的減少并沒有起到很大的作用，但是耦合地線能夠在雷擊桿塔中起到重要的作用，它可以對電流起到一種分流和耦合的作用，這樣就能夠有效的減少和降低桿塔絕緣所承受的過電壓值，進而有效的提高了整個高壓輸電線路的防雷水平。對高土壤電阻率的區域進行耦合地線的架設時，可以有效的保持耦合地線和導線之間的距離，而且還可以有效的保證檔距中的垂直距離。

2.2.2降低桿塔接地的電阻

為了能夠有效的保證高壓輸電線路防雷技術措施的順利實施，要在每根桿塔上進行接地裝置的敷設工作，在此過程中，要使得接地裝置和地線進行緊密的連結，而且還要保證擊中的地線或者桿塔頂部的雷電電流能夠順利的流經較低阻值的接地電阻，之后流入大地中。這種措施不但能夠有效的降低雷擊跳閘率，而且還能夠有效的提高整個高壓輸電線路的防雷技術水準。

3、高壓輸電線路在使用中的改進方法

高壓輸電線路的防雷措施主要分為兩種：被動進行防雷，即依據地形地勢要素避開雷電高發的地區;主動進行防雷，采取人為作用進行防雷裝置的安防，減小高壓輸電線路遇到雷電的情況。

3.1 采用不平衡絕緣方式，增加線路的絕緣等級

這是目前所有的防雷措施中最具有經濟價值與實用價值結合的措施，可以適當加大高壓輸電線路與避雷線路之間的距離，或者增加線路中絕緣子串的片數，以此形式促使雷擊過電壓的高度高于一般線路，避免二者的沖突出現，來增加高壓輸電線路的絕緣等級，從而降低了雷擊的建弧率。

3.2 加裝地線區域的避雷裝置，減少雷電破壞的程度

避雷裝置的設置，需要注意高壓線路的電壓配置使用。電壓配置等級越高，則避雷裝置的防雷效果越好，同時這也是最基本的避雷防護措施，常用的方法就是避雷針的使用，可以有效防止雷電直接擊中高壓線路，造成電力系統的直接損壞;可以分散雷電的沖擊作用，減小雷電作用下的電流串并聯的作用;可以及時將導線屏蔽，避免導線的二次使用誘發危險。

3.3 減小避雷線的保護角，確保避雷線的保護作用

工作人員可以將三相導線按照倒三角的形式進行排列，或者提高避雷線頂端的高度，以此減小避雷線的保護角。日本特高壓線路的鐵塔裝置就是使用此種方法，將避雷線的保護角縮短，出現負值，使得雷擊的頻率大大降低。此種方法的運用與地形特點有不可分割的作用，要求工作人員在實際應用中必須要進行合理的設計測量才能具體實施。

4、結束語

綜上所述，高壓輸電線路防雷技術的好壞直接影響了整個輸電線路的正常工作，進而影響了電力系統的正常運行，因此，對于高壓輸電線路防雷技術措施的研究就變得至關重要。對于高壓輸電線路防雷技術的設計應該具有科學性和合理性，只有這樣才能夠有效的降低雷擊的跳閘率。對雷擊發生原因進行全面的掌握和分析，才能夠有效的降低雷電對于高壓輸電線路帶來的危害和破壞。

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