摘要：架空输电线雷击事故严重影响电力系统的安全运行，本文分析了架空输电线雷击事故的成因，并提出了一些防雷措施。本文结合技术规范，简要分析了输电线路绝缘和防雷设计的配合的重要性，同时讨论了设计原理、计算方法、选择标准等，找到了比较安全经济的绝缘和防雷设计方案。
关键词：架空输电线路；防雷技术；综合设计
引言
架空输电线路已成为我国国民经济生活中不可或缺的一部分，并发挥着越来越重要的作用。尽管一些线路的常规防雷措施仍在一定范围内发挥作用，但也存在许多问题。为了确保电力线路的安全、稳定和高效运行，电力线路的防雷技术不断改进，出现了许多新的防雷装置。架空输电线路防雷技术提高了电能传输的可靠性，保证了电力系统的正常运行。
1、架空输电线路防雷设计的重要性
为了改进架空电力线综合防雷技术措施，我们必须首先了解雷电的产生方式，并且还应了解雷电的发生过程。雷击的过程非常复杂，通常是由大气中的带电的水汽团引起的。在气流运动中，正电荷或负电荷会吸附在一些水滴上。云团不断累积电荷使得自身携带电能增大，带不同电荷的云团在空中相遇或碰撞时，会释放中出巨大电能，这就是我们看到的雷电现象。雷电引起的电流非常高，放电时间非常短，只有几微秒。在如此短的时间内，大量的电荷释放在空气中，雷云周围空气发生电离，产生雷电，并伴有强烈的雷暴声。在雷云的放电过程中会产生很高的感应电压造成一定危害，很容易引起网络故障，同时附近的建筑物也会受到雷电的影响。
2、架空送电线路的绝缘配合的问题要点
2.1、绝缘配合问题
绝缘在配合设计时，应该注意，绝缘子的类型和数量均受操作期过电压、运行电压和区域年累计次数数据以及塔型结构的影响。间隙距离还会影响绝缘子的数量和类型选择。目前，根据不同地区的雷击数据，需要将避雷线布置至接地和各种障碍物的最小安全距离计算所允许的范围之内。
2.2、雷电绕击闪络
避雷针通常安装在传输线上以保护导体免受雷击，但这并非一直有效。某些情况下，雷电会绕过避雷针直接击中导体。由于雷击直接发生在架空导线上，输电线路被损伤的几率会非常高。当雷击电压超过线路绝缘可以承受的范围，将发生闪络，从而引起跳闸。从线路运行经验来看，尽管雷直击导线的可能性较小，但会造成紧急停电，严重影响供电系统的稳定性。
2.3、外界影响因素
由于南方沿海地区特殊地理环境温湿度度等因素的影响，造成架空铁塔的腐蚀严重，以及由于台风、盗窃等原因导致的部分设施损毁或缺失，使得架空线路的整体防雷性能被破坏，遭受雷击的风险增大，影响供电系统的稳定运行[1]。
3、架空输电线路防雷措施
架空导线与雷电云电离层接触时，会产生雷击现象。发生雷击时，施加在导线上的直接过电压可高达数百万伏，很容易对输电设施造成损害，影响输电线路的正常运行。实施有效的防雷措施可以最大程度地降低输电线路的雷击过电压，减少因雷击而造成的供电中断或设备损坏，提高供电系统的安全性。防雷指数（千安培），如表1所示：
表1 防雷指数
3.1、接地方案
传统的接地方案通常采用水平接地线与垂直接地体连接的金属人工接地体方式。
但因为各地土质土壤不同，导致土壤电阻率差别很大，在土质干燥电阻率高的地方，为了降低土壤电阻率，施工时经常会使用土壤降阻剂。这么做可以在短期内降低接地电阻达到设计要求，通过工程验收。但这同时会腐蚀接地网，污染环境，并且其稳定性逐渐降低，随着时间推移土壤电阻率还会升高，对电网安全带来隐患。正因为如此许多供电部门严格禁止使用这种方法。近年来开发的新型接地材料，例如非金属接地模块、石墨接地模块、石磨基柔性接地带等，具有防腐，免维护、设计简单、并且快速、抗电阻降低性好等特点，值得推广应用。它由低电阻、化学性能稳定的非金属材料和防腐金属电极组成。采用压铸法成型，使低电阻非金属材料与防腐金属电极形成紧密稳固的接触，扩大了金属电极的导电面积，由于非金属材料的自由电子扩散作用，在模块周围形成一个稳固的低电阻区域，达到了非常好的降阻效果，该产品具有抗腐蚀、无毒环保、使用寿命长、工程安装简单、效果显著的特点。
3.2、加强线路绝缘
可以通过增加绝缘子的数量来提高线路的绝缘水平。但是，绝缘子数量的增加受杆塔规格结构的限制。绝缘子数量的过多增加将导致导线之间的安全距离减小。增加塔顶设计尺寸可以解决这些问题，但同时会增加施工成本。
合成绝缘子具有重量轻、机电强度高等优点，经常被用于城网改造，用来架设紧凑型架空线路。特别是合成绝缘子具有良好的抗污闪性能，尤其适应于污秽特别严重的地区使用，以有效地提高线路运行可靠性，减少线路维护工作量。与瓷或玻璃绝缘子相比，合成绝缘子优良的防污性能是不可置疑的，但耐雷性能却有着两方面因素。有利因素是它不会发生瓷绝缘子那样的“零值”，与玻璃绝缘子那样的“自爆”现象，因而可在运行中保持整串绝缘子有较高的耐雷水平；不利因素是由于其伞裙直径较小，干弧距离小于瓷(或玻璃)绝缘子，亦即耐雷水平小于同长度的瓷(或玻璃)绝缘子的耐雷水平。
以上问题，线路设计中要根据现场实际及周围环境情况均衡考虑。
3.3、装设线路避雷器
比较常见的线路避雷器是氧化锌和金属避雷器。线路避雷器在正常工频电压下电阻很高。当雷击导线时，避雷器对雷击过电压呈现低阻状态，以释放雷击过电压到地网中。当导线上的雷击过电压下降到一定值后，避雷器切换到高阻状态，放电停止。避雷器的放电速率足够高且放电持续时间比较短。安装线路避雷器是一种非常有效的防雷措施。
除了传统的线路避雷器，目前市场上还有新型的安装于杆塔的综合防雷装置。装置由由针尖、接闪器、紧固抱箍、雷击计数系统等组成。用于杆塔的雷电防护，架设于杆塔顶端，与输电线路完全隔离，不会对输电线路的正常运行产生任何影响。与氧化锌避雷器相比，不会因防雷设备失效而形成电流泄放通道，影响输电线路正常工作。该类产品从影响雷电波的时域和频域特性入手，结合实验数据，以特定的材料和科学的比例设计而成，通过改变雷电波传输的通道参数，有效降低雷电波的前沿陡度和幅值，同时，产品与杆塔绝缘的特殊结构设计，分担部分雷电过电压，实现对杆塔附近雷击危险区绕击防护和反击防护双重功效。工程设计时在容易遭受雷击的区域应考虑全线或适当位置安装线路避雷器。
结束语
架空电力线的防雷措施多种多样，且针对性强。架空输电线路工程设计时，要对整条线路进行透彻的研究和分析，结合输电线路工程实际情况，针对不同的区域合理设置各段的防雷方案，采取不同的防雷措施。这样才能保证防雷设计的可靠性，保证电力系统的安全运行。
参考文献：
[1]张德培,郑全新.输电线路防雷技术研究[J].南方农机,2020,51(04):163+169.
[2]武鑫.架空输电线路防雷综合设计[D].内蒙古科技大学,2019.
[3]郭进雄.架空输电线路绝缘配合与防雷设计[J].低碳世界,2019,9(11):73-75.
[4]屈志坚.架空输电线路的防雷设计[J].电子技术与软件工程,2019(13):224.