高海飞
陕西送变电工程有限公司，陕西 西安 710000
摘要：雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。据统计，中国50%以上的电力系统故障是由雷击引起的。雷击故障一方面造成输电线路的设备损坏，同时雷击引起的线路故障也威胁着电网的安全运行，严重影响了社会经济的发展。因此，输电线路的防雷是电力系统中的重点工作。虽然人们对输电线路的防雷进行了大量的研究，但目前输变电系统的防雷保护仍存在以下缺点:首先，以降低雷击跳闸率为目标，很少直接设计和研究雷击跳闸引起的电网可靠性问题;其次，根据电压等级对跳闸率指标进行了区分，不考虑线路的功能差异，针对同一电压等级、不同容量、不同重要性的线路，采用相同的雷击跳闸率指标。由于上述缺点，输电线关键线路的保护水平相对较弱，而一般线路的保护设计相对较多。因此，有必要研究输变电系统的防雷方法，分析雷击故障对电网安全可靠性的影响，以保证电网的可靠性。
关键词：电网可靠性；输电线路；雷击评估
引言
输电线路因为长期暴露在外界环境中,因此就非常容易受到外界环境的影响。当前雷击依然还是影响输电线路稳定运行的重要因素。在输电线路遭受到雷击后,其产生的强电流,就会直接破坏其输电线路的相应设备,严重的会直接导致电力系统无法运行。因此,就应该积极的运用防雷技术,进而来保证输电线路的稳定运行。
1雷击对于输电线路的影响
输电线路在受到雷击后,会因为自身的热量而破坏其线路,导致其相应设备中的金属材料熔断。此外,在雷击的瞬间所产生的高压还会破坏其输电线路的保护装置,进而发生火灾,这些对于输电线路的破坏都是直接的,并且无法修复。还因为在这其中会产生电磁场,进而就会影响其输电线路的正常运行。经过雷击后的输电线路会因为压力过高,进而导致无法稳定运行。而且在这其中所产生的相应电流也会破坏其继电保护装置,给人们的生活带来一定的影响。所以,雷击对于输电线路有着很多的影响,应该在设计过程中能够充分的考虑到这一点,减少雷击对于输电线路的影响。
2具体防雷措施
2.1架空线路绝缘防护
施工架设输电线路时，一定要考虑架空输出电路的绝缘问题，并且针对不同海拔水平设置严格的标准，其中有一条满足大多数地区要求，就是在海拔1km以下的地区，110kV高压输电线路在架设悬空的绝缘子串时，绝缘子的数量应控制在7～8片。
2.2绕开密度大的区域
因为杆塔是处在外界环境下,这样就导致输电线路在出现问题过程中,其位置和原因都非常复杂。通过对其电力部门的数据能够发现,至少有50%以上的故障都是因为雷击所导致。所以,就应该在输电线路设计过程中,能够避开水域、峡谷等等地区。在输电线线路穿过其平原地带的时候,雷击就会通过直击雷的方法,对其输电线路的相应设施进行破坏。所以,在让其满足相应要求的基础上,就应该能够减少其冲击接地电阻。而对于一些雷电多发区,那么就应该为其配备相应的避雷线,以此来更好的让其输电线路更好发挥自身的性能,避免因为雷击而导致其出现故障。
2.3雷击跳闸率的计算方法
线路雷击跳闸率与线路塔架型号、介电强度、接地电阻以及沿线的地形和雷电活动等有关，它们分别影响线路反击跳闸率和屏蔽失效跳闸率，从而确定线路防雷性能。每个基塔的塔模型、尺寸、介电强度、地形和接地条件在实际线路上是不同的，且防雷性能也不同。但由于实际线路中有众多塔，每个基塔分别经过大量计算逐一进行跳闸率分析。因此，有必要按照以下方法分析线路的整体防雷性能:首先，根据影响线路防雷性能的所有参数的统计规则将线路分为几类;然后，计算到达范围内的线路雷击跳闸率;在此基础上，最终通过加权和方法得到线路的整体防雷性能。
2.4避雷保护系统设计
对于避雷线而言,其主要就是将其强电流通过相应设备来引入到地下,这样就能够减少对绝缘体的破坏。为了能够更好的减少其输电线路的雷击问题,那么就应该对于220kv的线路架设两个避雷线,对于110kv的线路架设一个避雷线。对于在一些雷电多发区就应该架设两个避雷线。与此同时,在这过程中,还应该能够在其线塔的顶部来设计其避雷针,将其雷电引入到地下。对于雷电高发区,在建设高压架空输电线路过程中,还可以单独的为其配备一个引雷塔,通过这样的方法来起到防雷的效果。在引雷塔上的避雷针高度要高于输电线路,进而就能够为其形成保护区域,将在这其中所引入的强电流引入到地下。这种方法其防雷效果较好,而且能够保护的范围较大。
2.5降低保护角
在众多保护电力传输线路的方法中，还有一种较为常见的方法就是在搭设初期将保护角调低，所谓的降低保护角，其实就是通过这种方式来降低传输线的耐雷击性能。不过这种方法有很大的局限性，不能在已经建成或已经投入运行的线路中使用，这种线路的保护角无从更改。
2.6加强对高压输电线路的有效监控
电力企业需要加强对高压输电线路的有效监控：（1）加强对高压输电线路的负重检测，主要包含对恶劣天气下的输电线路的检测，避免出现由于高压输电线路负载过重而导致的故障现象；（2）加强对高压输电线路的弧摆以及风摆的监控，降低风力和风向对输电线路的影响；（3）加强对绝缘子泄漏电流的监控，检查绝缘子的性能，保证其充分发挥作用；（4）加强对雷击的导线位置的监测，避免出现后续的重复排查工作，提高防雷工作的效率；（5）加强对高压输电线路塔杆线路的监测，避免出现人为破坏。
2.7减少雷击故障影
响因为一旦遭受雷击,那么整个输电线路都会瘫痪,进而就会出现停电问题。因此,为了能够减少其受到雷击的影响,而且受到环境影响,不能够有效的利用接地电阻,就可以在输电线路下架设耦合地线,通过这样的方法来代替其接地电阻,进而发挥自身的作用,对其电流进行分离。此外,在对输电线路的二次回路进行设计过程,应该根据其具体的实际情况来设计相应的继电保护装置,通过这样的方法来让其能够出现问题时,在第一时间就能够及时的明确问题原因,并及时的闭合电闸,进而避免因为雷击而导致输电线路无法正常运行。
结束语
提出了一种对遭受雷击的输电线路进行电网可靠性分析的方法，首先用全波过程理论分析雷电绕击，再采用先导发展模型描述传输线屏蔽失效的过程，由此提出了电网可靠性指标。通过分析某市500kV、220kV和110kV线路雷击跳闸事故频繁的典型线路的雷击特性结果表明，500kV线路屏蔽故障跳闸率远高于绕击跳闸率，与运行结果一致;220kV输电线路屏蔽故障跳闸率类似于绕击跳闸率，其关系与塔架、地形等因素有关;110kV输电线路绕击跳闸率相对较高，某些地形的绕击跳闸率明显高于屏蔽失效。在电网可靠性分析方面，考虑了输电线路雷击失效对电网可靠性的影响，将定量可靠性指标用于评估雷击失效前后电网可靠性指标的变化。评估结果表明，雷击风险对电网可靠性影响较大，应从纯雷击跳闸率考虑电网可靠性，制定输电线路雷电风险评估。
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