（中国南方电网超高压输电公司柳州局）
摘要：随着国家电网电力系统的建设，超高压直流输电为社会生活和生产建设提供了必要的前提保障。但是我国的电网输送也是遭遇雷击危害较多的国家，所以对于500KV超高压直流输电线路防雷就势在必行。通过对超高压直流输电线路的雷击模型的模拟，可以明白直流输电线路的原理。从而提出有效的防雷措施，并对防雷措施的应用进行了说明，对其经济性的装置选择也进行了介绍。为我国超高压直流输电线的防雷提供了一定的理论参考。
关键词：超高压直流输电线路；雷击；措施
国家电网的运行中，避免不了的一个危害就是雷击，尤其是超高压直流输电线路的建设，所以说，防止雷击是一项非常重要的工作。500KV超高压直流输电线，因为电压非常高，所以一旦雷击的话会造成影响巨大的穿透力。雷击给输电线路带来了很大的故障，所以在输电线的运行中要考虑防雷击的工作建设。
1.超高压直流输电线路雷击的模型模拟
我们都知道，输电线路会遭遇雷击的，所以防雷工作是重中之重，输电线路本身在建设时候的防雷水平，可以利用电磁暂态对其进行模拟和分析，建立起模型；并且通过模型的计算、求解，可以得知雷击导致的最大的不闪络的电流极值。当然，我们不能忽略的另一个重要因素，就是发生雷击的位置，找到发生雷击的位置，我们可以确定雷电绕击问题，找到雷击时发生的最大的电路强度，然后我们计算出跳闸频率。
我们知道在发生雷击时，输电线路会发生跳闸，这个直接的原因就是当雷击到输电线路的时候，或者塔杆的时候，会导致绝缘子串的电压过高，从而击穿绝缘子间隙，发生跳闸，造成短路。通过实验室模拟，我们可以对标准的输入信号做出相应的闪络值进行模拟计算。如下图1所示：
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图1 伏秒特性定义法判断绝缘子闪络
从中我们可以解释，曲线1a是绝缘子串的电压变化情况，曲线2代表的是标准冲击值输电线路电压的影响，曲线1a和曲线2汇聚一点F，这个F点就是闪络时刻。
超高压直流输电线路上的雷电绕击问题，我们也可以同电气几何法来进行分析，运用电气几何法，需要确定的关键是，雷电放电的特性和线路尺寸结构。运用电气几何法可以很好的解释，当地面上的物体对于雷电的吸引半径，也就是所谓的击距，击距和雷电流的幅值满足一定的关系，就可以通过雷电先导、导线、地线、地面相对位置来判断出雷击的落点位置。但是，这种只适合于平原地区，对于复杂地势情况，还有就是塔杆比较高的情况分析存在局限，无法应用。如下图2所示：
通过模型我们看出，用电气几何法，在山地线路上应用时，还需要对雷电绕击的特性、地面倾角、地形系数、塔杆高度等因素考虑在内，并且需要进行参数折算。所以，电气几何法的应用一般不考虑工作电压对雷击的影响，但是对于超高电压直流输电线来讲，导地线的不同工作电压存在着引雷能力的明显差异，所以不能忽略。
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图2 雷电先导发展模型
2.防雷措施
2.1改进塔杆接地装置
超高压直流输电线路发生雷电绕击，会造成跳闸，这也是跳闸发生的主要原因，尤其是严重的情况下，雷电反击会造成多线路多相同时跳闸，所以，防雷是高压输电线路必须做的。500KV超高压输电线路的雷击率是由塔杆连接部分的一个接地电阻决定的，在山区，接地电阻就会有很大的电阻率，这个很大的电阻值会导致输电线路的防雷水平降低。所以，为了能够有效防雷，需要对塔杆的接地电阻装置进行相关设计，可以在土壤接地处采用降阻剂装置，通过降阻剂，降低电阻值，可以起到防雷的作用。
2.2减小地线保护角
有效防雷的另一个措施，可以降低输电线路的雷电绕击跳闸率，而降低跳着率，可以通过地线的屏蔽效果和输电线路本身的防雷水平进行设计。我们可以减少地线的保护角，就可以在很大的程度上解决雷电绕击造成的输电线路的故障问题。但是如果减小地线保护角，是否会对输电线路造成影响，造成什么样的影响，还是不够明确的，需要进行大量的实验进行研究。目前，减小地线保护角，需要对地线的指甲宽度增加，从而增加塔杆的应力，这就增加了塔杆的钢材使用量，也会增加一些建设成本。所以，用减小地线保护角的方法，需要进行综合因素考虑，设计最优化的方案进行实施。
2.3加强绝缘水平
增强超高压输电线路的防雷水平，通过提高输电线路的绝缘性，提高线路本身的耐雷击水平，是最为直接的一种措施。采用增强绝缘的方法，可以有效防止雷击，但是对于塔杆高低、地形复杂与否，都有不同的要求。如果增强绝缘水平，必须考虑的是现有的最大绝缘子串的长度。在不改变现有塔杆高度、塔杆形状、结构等的情况下，增加绝缘性的成本比较低；但是如果塔杆或者地形不能够满足这一要求，需要进行重新设计。
2.4增加耦合地线
相对500KV高压输电线路进行防雷，还可以增加耦合地线，通过提高线路的反击耐雷水平，也可以达到防止雷电绕击、跳闸等问题。因为耦合地线一般是在接点电阻较高的线路中使用，使用还需要增加导线和地线之间的耦合作用，导线上遭遇雷击会产生高的感应电压，从而减小绝缘子串的承受冲击的电压；同时，要降低塔杆的分流系数，接地电阻较高时，通过耦合地线，可以让雷击电流通过相邻的塔杆的接地装置进行散流，从而能够降低塔顶的电位。
2.5安装线路避雷器
如果山区，地势较为复杂，突然的电阻率会很高，这时候可以考虑安装线路避雷器。线路避雷器主要是应用金属氧化物的非线性伏安特性的原理，当发生雷击是，绝缘子串两端会承受电压的冲击，这时避雷器的电阻减小，从而导致大冲击电流流经避雷器，从而释放，保证绝缘子不会被击穿。
3防雷接地的经济性装置的选择
3.1铜覆钢接地体
铜覆钢，主要是用铜和钢这两种固态金属，用电镀整合在一起形成一种材料，这种材料局别了铜的导电性也具备了钢的特点，通过电镀，将铜离子吸附在刚才的表面，形成的新材料就具有了两者金属的特点，从而作为整个接地线的控制材料。这种材料可以很好的耐土壤腐蚀。
3.2离子接地系统
离子接地系统，主要就是在接地的装置中安装一些系统，包括前端引线给出、离子活性物质、离子缓冲材料等组成的。这里的离子活性物质是由电极单元进行控制的，整个离子接地系统运行，会通过电导率控制从而形成新的导电材料。离子接地系统，对应的离子变换和接地区的土壤有关系，需要对具体接地土壤进行分析，从而进行设计、安装。在野外的输电线路防雷设计中，应用较多。
结语
对于超高压直流输电线路的防雷进行分析和探讨，主要是通过直流输电线路的模型作用的分析，才能根据超高压直流输电线路的原理，进行安装防雷设备，提出有效的防雷措施。通过对防雷措施的进行分析，对其使用条件、原理等进行了说明，根据具体情况，选择合适的防雷措施。
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