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摘要：电力输送的稳定与安全关键是保证架空输电线路的正常运行，但是在实际情况中，架空输电线路往往会因为环境因素的影响，容易受到雷电等自然灾害的影响，进而造成线路的跳闸，影响电路输送，甚至对电网的安全运行造成影响。所以说，要保障我国经济社会的长久可持续发展，一定要做好架空输电线路的防雷与接地设计。
关键词：架空；输电线路；防雷措施
1雷击对高压输电线路的危害
首先，直击雷过电压。雷直接击中输电线路时，大量的雷电会经过输电导线，在阻抗接地上产生电压降，使被击处产生很大的雷电过电压，直接雷击过电压值能够达到1000-100000kV，对供电线路的绝缘造成很大威胁，甚至造成整个输电设备、线路毁坏和人员伤亡。此外，直接击中输电线路会使其温度达到6000-10000℃，在伴随着雷击的冲击下，输电线路极有可能直接被熔断，烧毁输电线路设备，造成大面积停电。其次，感应雷过电压。当输电线路附近出现雷击现象，因为电磁感应，在导线上引起过电压，而且放电速度很快，所以导线中的电流很大，会将电线瞬间变成“高压电线”，严重威胁人身财产安全。最后，雷电反击过电压。当雷电击中架空输电线路上的杆塔或者输电线避雷针时，杆塔顶端或避雷针上会形成高压，对输电线形成反击，造成雷电反击过电压，可能导致跳闸、停电。反击过电压的大小与雷击电流的大小、杆塔的结构形式、避雷针与线路的距离及接地电阻等有直接关系。
2架空输电线路防雷措施
由于输电线路分布区域广，绝大多数处于室外，经常处于大风、暴雨、雷电以及各种不确定因素的环境下，从而给电力系统的运行造成威胁。雷电作为常见的自然现象，是导致输电线路出现故障的重要因素。由于雷击引起输电线路的过电压可达到几百万伏，这一过电压也称为外部过电压或者大气过电压，如果这一大气过电压在系统内传播，就会给系统中的电气设备的绝缘带来极大威胁。加强防雷接地设计和设备维护，可以减少或防止此类问题的发生。
2.1在输电线路设计时注意选择安全方位
输电线路的设计人员在进行输电线路设计时，首先要注意选择安全的方位，应做到以下几点：（1）设计人员要明确输电线路的设计原则，在设计过程中以保证线路的正常运行为前提，选择正确的方位；（2）设计人员要加强对自然环境的研究，在选择线路方位时结合自然环境的安全性，尽量不要选择山谷地区或者是斜坡地区，从而降低线路被雷击的概率；（3）设计人员应避免在导电环境中铺设线路，在线路铺设过程中要注意分析铺设地区的地下水位，研究地区的通电性，尽量避免选择通电性较高的地区，保证输电线路运行的安全性和可靠性。
2.2安装避雷设施
第一，架设架空避雷线。这是输电线路防雷击设计中最基础的一项措施，也是最有效的一项措施。它既能够有效防止雷电直击导线，还能够确保导线的屏蔽和耦合作用，同时也能够减小经过杆塔的电流。通常情况下，输电线路的电压越高，架设避雷线的效果也就越好，其造价在总造价中的比重也就越低。电压在110kV以上的输电线路都应架设避雷线，同时根据不同的电压大小架设不同角度的避雷线，减小避雷线路的保护角度，有效减小雷电的集中率，同时要相应地增加杆塔的高度，并特别注意杆塔上两个相邻避雷线之间的设计距离。第二，安装氧化锌避雷器。虽然安装氧化锌避雷器可提高输电线路耐雷水平，但是需注意这种避雷设施具有保护范围小、成本高、必须暴露绝缘线等缺点。第三，可通过安装架空绝缘线过电压保护器，截断工频续流，限制雷电过电压。但它具有每基杆投资成本高的缺点。第四，安装长闪络避雷器。其主要应用原理是中性点非直接接地的配电系统中的线路工作电压、闪络路径长度比值变小时，工频续流的发生率就会降低。而应用长闪络避雷器的目的就是增大闪络路径长度值，使其比值变小。第五，安装防雷支柱绝缘子，从根本上解决输电线路绝缘导线遇雷断掉的问题。
防雷支柱绝缘子主要是由绝缘护罩、复合绝缘子及引弧棒等组成。当雷击发生时，引弧棒、下钢脚之间会出现短路通道，将工频电弧引到此处，从而有效保护导线不会被烧伤。此外，防雷支柱绝缘子还具有可拆卸的刺齿结构，非常方便安装，且所用材料的绝缘水平比较高，可有效提高绝缘子的使用性能。
2.3加强架空输电线路绝缘水平
防雷和绝缘密不可分，加强绝缘不仅仅能达到避雷效果，并且还能够有效提高人们生活安全以及用电安全。在架空输电线路中可以通过增加绝缘子的数量来获得加强绝缘水平的效果，并且在架空输电线路中的接地电阻越低，那么绝缘水平效果就越加明显。即使是在不能够实现降低接地电阻的架空输电线路中，通过增加绝缘子的片数其耐雷也能够有效提升6kA左右。一般来说，在架空输电线路中所采用的绝缘子是有机合成的绝缘子，通过大量的研究表明，有机合成的绝缘子比陶瓷以及玻璃绝缘子的性能相对差些，但是在有机合成的绝缘子中含有不击穿结构，当输电线路受到雷击后，能够有效预防雷击放电进而产生不可逆现象发生，绝缘效果非常明显。因此，在受到雷击率高以及雷击很强的地区都会运用有机合成的绝缘子，有效加强架空输电线路的绝缘水平。另外，可以运用新型的绝缘方式来提升架空输电线路的绝缘水平。近几年来，随着我国科技水平不断提升，在架空输电线路中运用了大量的新型绝缘方式，不平衡绝缘方式就是其中一种。不平衡绝缘方式就是以输电线路调度数据为基础，有效加强输电线路的绝缘水平，进而使得绝缘子得以改善，这种情况下就能够提高架空输电线路的耐雷水平。
2.4调整接地装置
在进行输电线路防雷设计工作时，设计人员可以通过调整接地装置，降低跳闸现象的发生概率。在调整输电线路接地装置的过程当中，要求防雷设计人员降低电阻，可以填充适量的低阻物，也可以安装导电模块。在设计接地装置的过程之中，设计人员要注意下列问题：第一，如果该地区的土方电阻率≤100Ω•m，可以采用铁塔与钢筋混凝土进行自然接地，无须安装人工接地装置。第二，如果该地区的土壤电阻率在100-300Ω•m之间，不仅需要采用铁塔与钢筋混凝土杆保持自然接地，而且需要设置人工接地装置。第三，如果该地区的土壤电阻率超过2000Ω•m，可以使用6根总长度小于500m放射形接地体，可适当延长接地体。第四，针对高土壤电阻率的区域，若采取放射形接地装置，在杆塔基础周围土壤电阻率比较低的区域，可以局部安装外接地装置。
2.5减少避雷线保护角
避雷线保护角是避雷线和导线间与垂直线的夹角，架空地线如果具有较小的保护角，那么当出现雷电时，发生绕击的概率将减少，从而提高输电线路的耐雷水平，但是出于经济性和安全性的角度考虑，不同的电压等级对保护角的大小要求各不相同。保护角的选取要在线路安装之前就做好预算，当线路投入运行时则不可改变保护角的大小。同一电压等级架空线路处于不同地区时，其避雷线保护角也应有所区别，一般山区雷电更为频繁，所以山区的架空线路上避雷线保护角应较平原地区避雷线保护角小一些。
3结束语
总之，架空输电线路的安全与稳定受到线路环境、线路设计以及线路施工等诸多因素的影响，对于架空输电线路的性能提升也会产生不利影响，因此，需要结合施工实际做好相关因素的考量，并有针对性地进行架空输电线路的防雷及接地设计。由于所有的防雷措施都离不开接地，因此，做好接地设计是至关重要的，要做好架空输电线路防雷设计的保护工作，确保接地装置的完整性，保护好绝缘线路相关设备，减少雷电对线路的影响，从而最大限度地保证架空输电线路的正常安全运行。
参考文献
[1]王日辉,鲁志伟,王永利,等.线路避雷器对66kV同塔双回输电线路防雷性能影响的研究[J].东北电力大学学报,2019,39(5):17-22.
[2]符传福,姚冬,陈钦柱,等.电网架空输电线路差异化防雷研究[J].电子设计工程,2019,27(22):70-73.