蒋成磊 孙业斌 许家俊
国网安徽省电力有限公司庐江县供电公司 安徽省 合肥市庐江县 231500
摘要：近年来，人们生活水平不断提高，社会不断进步，电力能源已经成为最重要的资源之一，输电线路是电能输送的高速公路，担负着将发电厂生产的电能，经过变压器后输送到用户的重任。架空输电线路网络分布较广，地处旷野高山，易遭受雷击，架空输电线路往往经过的地形复杂，穿山越岭、纵横千里，遭受雷电袭击的机会非常大。一条100km长的架空输电线路在一年中往往会遭到数十次雷击。线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能减小线路雷害事故的次数及其带来的损失。
关键词：输电线路；防雷原理；设计
引言
在电网运行中，雷电是导致电网故障主要自然因素，而且输电线路有着较长里程，作为电力空中运输通道，更易因雷击而触发保护跳闸，严重破坏供电可靠性，同时变电站内设备也会受到雷电的损害，因此，供电企业应意识到防雷防护的重要性，有效降低雷电对输变电设备运行安全的影响。下面将针对输电线路及变电站运行中的防雷措施展开详述。
1输电线路防雷原理的探究
①合理选择路径，雷电对线路的主要影响因素包括线路附近区域的地理位置、地貌、天气情况、雷暴日等，这些因素会对电线的工作环境造成影响。因此，在进行防雷设计之前，需要先调查清楚当前地区的实际情况，然后对收集到的气象资料进行分析，尽量避开山谷、密林、河流、山峰等雷电多发区域，降低雷击现象的发生频率。②防雷措施，我国市面上使用的防雷措施主要为几种，分别为架设避雷线、降低杆塔接地电阻、安装避雷设备、加强线路绝缘以及装设耦合地线，这些措施可以提高线路的绝缘等级或者增强雷电流泄流效果，提升线路的避雷效果。当设计人员确定了线路路径之后，其需要使用防雷措施降低电磁场、强电流、热效应的危害，利用接地线将电流引导进地面中，避免输电线路损坏。防雷设施的设计与雷击强度、电流峰值以及整定电流相关，也受到电阻、避雷线等设备参数的影响。③安装继电保护装置，继电保护装置可以对线路进行有效保护，能够将雷击的影响范围进行合理控制，从而达到减小停电范围的效果。自动重合闸的合理选用，有助于线路在遭受雷击跳闸后迅速恢复。由于线路绝缘具有恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后迅速去电离，线路绝缘不会发生永久性损坏和劣化，自动重合闸效果很好。
2输电线路防雷设计
2.1高压输电线路的防雷措施
随着我国高压输电线路工程技术的飞速发展，对高压输电线路的防雷工作也提出了更高标准的要求，这就需要电力企业采取综合有效的防雷措施，具体可以从以下5个方面入手：①降低塔杆的高度和塔顶的电位，进而降低实际接电电阻，提高输电线路的防雷水平；②不断提高高压输电线路的绝缘配合水平，进而加强对输电线路的绝缘保护；③调整保护间隙，通过利用电弧闪络加强对绝缘子的保护，进而避免输电线路被雷电击中；④增设防雷装置，如避雷针等，提高输电线路的防雷屏蔽能力；⑤在重污秽和重腐蚀地区选用新型耐腐蚀的地线，以提高地线使用年限，延长防雷效果。
2.2绝缘避雷线设计
输电线路的绝缘避雷线通常具备良好的防雷能力，其能够对线路进行充分的保护。避雷线可以通过载波通信的方式减少电线短路的情况。避雷线因为作用与能力的不同，其安装方式有两种，一种为将避雷线直接在杆塔上安装，另一种为将避雷线穿过绝缘子，然后再连接杆塔。
线路的电压与绝缘水平、避雷效果呈正比关系，如，当额定电压为60kV时，一般线路处于30-60kA之间，保护段为60kA；而当额定电压为110kV时，一般线路处于45-75kA之间，保护段为75kA；当额定电压为500kV时，一般线路处于130-170kA之间，保护段为170kA，所以设计人员应当以此进行防雷设计，控制好三者之间的关系。此外，在进行线路避雷线设计时，还应考虑线路的负荷特性、系统运行方式、地形地貌特点等因素，并参考当地已建成线路的运行维护经验。
2.3耦合地线与架空地线
在输电线路中，架空底线属于线路基础性防雷举措，会在线路受到雷击骚扰时，自动展开电流分流处理，能够实现对输电线塔雷电流的有效控制，实现对线路防雷的有效保护。同时，架空地线的合理运用，可达到良好的线路耦合效果，能够有效减小导线绝缘子在受到雷击时所需遭受的电压设置，可以达到良好的线路屏蔽保护效果。为保证防雷保护措施功能发挥质量，在实施线路建设以及后期运行维护过程中，需要定期对架空地线展开检查与铺设，应在做好架空地线安装的同时，展开耦合地线施工，以便通过对耦合地线的运用，达到有效提高线路和避雷地线间的耦合性，保证线路上电压可以得到有效控制，从而形成线路良好保护状态。
2.4进线段防护设计
所谓进线段，通常是指以变电站为中心两千米范围内的线路部分。在进线段设置避雷线有助于雷电波电流峰值的有效抑制，提高站内设备及线路的安全性。一旦雷电侵入波过大，超出避雷器耐受范围，会使得站内设备遭雷击损坏。所以，在变电站进线段区域内还要合理的布置避雷器设施。通常对于不同的输电线路，因其所具备的绝缘及耐雷水平有一定的区别，其所采用的避雷器设备也有较大差异。既要保证避雷器设置的合理性，对于雷电侵入波方能起到限制作用。对于线路杆塔的布置要考虑到接地电阻，可通过增大与土壤接触而降低其雷击电流回路的电阻。对于避雷器的规划也要考虑到其类型的差异性，通过优化避雷器材料，使其对雷电环境有更高适应性。避雷的关键还在于电阻数值的降低，天气变化及土壤特性均对避雷特性有影响，所以在避雷设施设计中要着重考虑天气及土壤等因素，对变电站进线段避雷保护进行科学的规划，充分发挥其对于站内电气设备的保护作用。
2.5安装避雷线、避雷器与避雷针
避雷装置安装是最为基本、也是最为重要的防雷手段，在实施装置安装时，需要按照线路沿线具体情况，科学展开防雷方案编制，以便达到高效率、高质量展开避雷针、避雷先以及避雷器安装与筛选的效果。在实施输电线路施工时，多以双避雷线结构应用为主，在展开结构布局过程中，需要保证保护角可以被控制在15°以下，以便将避雷线防雷功能最大限度挖掘出来。作为避雷线的有效辅助手段，避雷器可达到进一步增强线路防雷能力的目标，能够在线路遭受到雷击时，将超高电压控制在合理振幅范围之内，确保其不会超过线路规定电压、电流数值范畴，进而实现对雷击负面影响的有效削弱。同时，避雷器的高质量运用，还可达到对雷电电流实施有效引导的目标，能够为线路安全运行提供可靠保障。而避雷针的运用，能够实现对雷电的科学吸引，做好雷电规避，防止出现雷电直接对输电线路作用的状况，以便达到预期线路保护效果。技术人员需要对三者的应用与安装展开科学规划，应保证三者筛选与使用合理性，以便将装置避雷保护效果更好地运用到线路保护之中。
结语
总而言之，高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其运行稳定性和安全性直接影响着整个电网的运行稳定性。雷电防御对于输电线安全输电至关重要，各种防雷技术能够有效地提高输电线路的耐雷水平。该文采用差异化防雷改造策略，对线路进行防雷改造，合理利用各种防雷技术，兼顾了降低施工成本和改造防雷设施的双重目标，有效地降低了输电线的雷击跳闸率。
参考文献
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