李怀忠 郝秀清
内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电局托克托供电分局 010200 内蒙古自治区呼和浩特市
摘要：最近几年，雷击引起的高压线路跳闸的次数越来越多，这不仅导致供电设备不能正常运行，还危害到了供电的可靠性。架空输电线路的雷击跳闸一直是困扰安全输电的一个难题，为减少高压线路的雷击跳闸故障，相关工作人员也必须采取相关措施，从而保证供电线路的正常运行。
关键词：输电线路；防雷；保护
引言：近些年我国经济迅速发展，人民生活水平日益提高，然而社会的发展离不开能源的消耗。电能作为重要的二次能源，在国民生活中占有举足轻重的地位。输电线路作为电能传输的通道，是电力系统的重要组成部分，然而也是电力系统最薄弱的环节。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。
1.新防雷方式无源电晕场驱雷器概述
无源电晕场无源驱雷器是利用金属多短针形成的“似尖端效应”，使电晕场驱雷器周围的环境电场远高于被保护目标物，但低于传统避雷针，从而使被保护物体处于相对安全的状态。这种驱雷器的结构是有许多放电极短针尖端组成的球面，下面是一个支撑座，当雷暴云来时雷云电场达到空气击穿阈值时，驱雷器电晕舱及尖端产生高达30mc/s电晕离子，在驱雷器及其被保护物体上方形成电晕离子层。覆盖在被保护目标上的电晕离子层抑制上行正先导的始发，从而大大减少接闪的可能性，更大程度地保护目标物不被雷击。同时电晕离子层离子在雷云电场作用下不断向上扩散，与雷云电荷相互作用，使云-地极板等效为漏电坏电容，有效抑制雷云充电至放电击穿水平，削弱了雷云下行先导的发展速度及强度，阻碍雷云放电通道建立。我们都知道雷暴的形成到泄放消失大约30min到60min的时间，半个小时后雷暴云就随着大风消散远去，实现“非引雷入地”防雷。这种防雷方式是近两年的新产品，拥有了国家发明专利及相应的实验室的认可。最重要的是在国网输电线路上已经得到应用，而且在关键线路起到了相当好的效果，经常跳闸的线路不跳闸了或减少了很多。
无源电晕场驱雷装置区别于260多年来沿用的以避雷针为代表的“引雷入地”防雷方式，采取国际领先的雷电防护理论，运用屏蔽保护的原理，通过在雷云电场作用下可释放电晕离子，电晕离子覆盖在被保护物体形成屏蔽保护，可抑制上行先导的始发，削弱下行电导的发展速度，阻碍雷电通道建立，从而实现“非引雷入地”式防雷，是一种新型防雷装置。
1.1主要技术参数
本装置主要技术参数如下：保护半径（m）：10×H（H为无源电晕场发生器相对安装高度）；保护角θ（°）：84；无源电晕场电流（mA）:≤30；驱雷针放射直径：2.1m；驱雷针数量：13支；外型尺寸：2061.5mm×2061.5mm×1379mm；材质：不绣钢，合金；使用寿命（全天候运行）：＞30年。
1.2使用环境条件
工作温度（℃）：-40~+55；贮存温度（℃）：-40~+50；相对湿度（%）：98（+30℃）；本体抗风能力（m/s）：50.9（15级）；防雨：符合GJB150.8A要求；防霉菌：符合GJB150.10A要求；防盐雾：符合GJB150.11A要求；抗振动：符合GJB150.16A要求；抗冲击：符合GJB150.18A要求；抗砂尘：符合GJB150.12A要求[1]。
2.装置组成及工作原理
2.1装置组成
ZC-QL01A包括雷云电荷屏蔽单元、电晕离子释放电单元和接地体，结构示意图如图1所示。
图1.ZC-QL01A驱雷装置示意图：
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1）驱雷阵列针杆为雷云电荷屏蔽单元，固定于针座外部。2）电晕离子释放电极的一极与雷云电荷屏蔽单元复合为一体，另一极与接地导体连接。3）接地电极经底座法兰盘固定于钢塔顶端，经法兰座连接的塔体可靠接地。
2.2无源电晕场驱雷器保护范围
保护范围为针端安装高度H的10倍（相应保护角84°）的保护范围内不会形成雷击。
3.安装
第一，安装条件。1）安装需准备的工具如下：呆板、活动板手、安全绳等；2）装置安装位置已选定，塔架已安装完成，塔架平台安装孔与孔位模板配合一致；3）安装需在无雷云天气时进行。第二，安装的技术要求。装置的安装必须由2人以上的专业技术人员来完成。
4.注意事项
1）在ZC-QL01A驱雷装置安装过程中，塔架下方直径10m范围内严禁站人，以防安装时物件坠落伤及人员；2）各部分连接必须牢固；3）阴雨天气禁止人员在塔架上安装或停留[2]。
5.例行检查及维护
1）如无源电晕场驱雷器装于钢塔上，需每两年定期检查塔体是否有锈蚀、连接处是否松动，如发现则应及对塔体进行维护。2）为了配合统计无源电晕场驱雷器的驱雷可靠性，根据用户需要可选配雷击计数器。3）每个雷雨季前、后记录雷击计数器读数是否为零。雷击计数器安装在本驱雷装置塔脚处及其他原有避雷针的引下线上。4）在使用雷击计数器之前，请先将数据归零。
6.在关键线路塔的顶部安装电晕场驱雷器
驱雷器作为新型防雷方式之一，不用在整个输变电线路的每个杆塔都需安装电晕场驱雷器，遭受雷击的场所也有一定规律，一般在下列特殊区域的杆塔加装驱雷器防雷设备：1）高山地区的输电线路，安装在海拔较为高的地段线路塔上；2）送输电管理部门有雷电防控系统的，系统显示是雷暴区的线路段；3）线路地下有矿的地区；4）线路跨越高速公路和河流及其他输电线路；5）历史遭受过雷击的塔位；6）其他陆水连接带等特殊区域地形[3]。
结论：
简而言之，随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电能已经成为不可缺少的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中，如何防雷显得十分重要，防雷击新技术的研究已经取得了很大的发展，线路防雷的保护措施会越来越多。在实际应用中，输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。如在高原山区，雷击次数多，而且地形越恶劣的环境越严重，经验表明采用单一的避雷器不能产生很好的避雷效果，但是如果配上新技术无源电晕场驱雷器防雷装置就可以大大降低雷击率和线路跳闸率，所以在输电线路中无源电晕场驱雷器装置既可以在平原应用还可以应用在地质恶劣的山上。
参考文献：
[1]李笑怡.防雷技术在输电线路设计的应用[J].集成电路应用,2020(1):70-71.
[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.
[3]杨斌.架空输电线路雷击跳闸原因与防雷技术[J].集成电路应用,2019,36(11):98-99.