王晓剑
国网山西省电力公司运城供电公司 山西 运城 044000
摘要：随着我国电力网络建设规模的不断扩大，输电线路的复杂程度在逐渐提高，其在运行过程中很容易出现故障问题，尤其是雷击问题，电力企业需要加强对高压输电线路雷击问题的研究，制订综合防雷措施，降低输电线路出现故障的概率。
关键词：高压输电线路；防雷技术
1雷电放电过程
一般地，出现在高压输电线路上的雷电过电压几乎都是由于负下行雷的放电过程引起的。负下行雷主要由三个阶段组成，即先导放电过程、主放电过程以及余晖放电过程。(1)先导放电。天空中的雷云中分布有极不均匀的电荷，也就是说雷云中的电荷中心往往不止一个。空气的电离现象就发生在其电荷中心场强超过临界值的时候，电荷中心周围的空气发生电离后，会进一步产生一段比较微弱的电离通道直至大地，此种现象被称为先导放电。(2)主放电。先导放电完成后，紧接着会发生主放电。主放电与先导放电发展的方向恰好相反，主放电是沿着此前先导方向的放电通道从下至上发展，并且速度非常快，速度可以达到先导放电放电速度的数百至数千倍。从雷电流大小的角度来看，主放电阶段形成的雷电流远大于先导放电阶段形成的雷电流。(3)余晖放电。余晖放电，是最后一个形成阶段，紧接着发生于主放电过程。余晖放电将通过电离通道，将余下的电荷继续向大地放电。三个阶段中，余晖放电用时最长，但余晖放电所产生的电流最小，这是因为主放电过程释放了大量的电荷，留给余晖放电的剩余电荷量极少。
2雷击对高压输电线路的危害
（1）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。（2）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。（3）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。
3高压输电线路的防雷技术
3.1优化避雷线设计
设置避雷线是高压架空输电线路防雷工作中的一项重要措施。避雷线的主要作用有以下几个方面：第一，对雷电流进行分流处理，可以有效减少经过杆塔的雷电流；第二，在导线耦合作用下，减少线路合成绝缘子的电压，充分发挥导线的屏蔽功能，降低导线的感应过电压。合理设计避雷线能大幅降低输电线路被雷击的概率。设计线路时，应结合杆塔的高度和保护角对避雷线进行设计，并且要确保避雷线在导线上方。而在一些多雨雷电频发地区，则需要使用双避雷线，以实现对雷电的双重隔离，从而有效提高线路的稳定性和安全性。
3.2安装线路避雷器
对高压输电线路避雷器的安装，合理规划避雷器可以保证杆塔电位不会发生太大的变化，从而有效避免出现绝缘子闪络现象。对于出现雷击频率较高的高压输电线路，可以合理规划避雷器的位置。
一般情况下，避雷器有以下几种类型：①无间隙型避雷器，这种类型的避雷器可以与导线直接连接在一起，可以看作是电站型避雷器的升级版本，不仅可吸收雷击产生的冲击能量，而且有效避免电气设备老化的现象；②带串联间隙型避雷器，这种类型的避雷器是通过利用空气间隙来实现与导线的连接，但是其功能必须在雷电流的作用下才能发挥出来，承受最大的电压，其优势是避免雷击问题的可靠性非常高，而且使用寿命相对较长。该避雷器应用十分广泛，同时还兼具间隙隔离功能，同时避雷器不需要考虑电力系统的运行电压，因此在避雷器出现故障后不会对输电线路稳定运行产生影响。
3.3增加绝缘水平措施
如果杆塔顶部的电压过高，电位较高，就会增加线路的跳闸率，因此增加杆塔的绝缘而防止线路的通电很有必要。输电线路的绝缘水平主要体现在杆塔搭载的绝缘子的绝缘性能上，对于不同电压等级的输电线路，其杆塔的高度会随着输送电压的升高而增加。因此，对于超高压和特高压输电线路杆塔，为保证较好的绝缘水平，则必须随着杆塔高度增加而增加搭载的绝缘子数，即杆塔高度每增加10m，应增加搭载一片绝缘子。通过增加绝缘子数量或者更换合成绝缘子来增加搭载的绝缘子串的耐受电压极限值，从而提升输电线路的耐雷性能。对于同塔双回输电线路，由于其线路的耐雷水平相当，在遭受雷击危害时，往往会导致两条线路同时发生闪络跳闸而影响正常的供输电运行，因此，需要采用不平衡绝缘的方式对两回线路的绝缘水平进行重新配置，形成两条回路的绝缘水平高低不等，从而保证在遭受雷击时，绝缘子串片数较少的回路先发生闪络，发生闪络的回路则充当地线，促进另一回路耦合作用增强，以降低其绝缘子串的过电压，增强该回路的耐雷水平，降低同时发生闪络的概率而保证回路的正常输电。一般认为，两条回路的绝缘水平差值应控制在√3倍的相电压左右，差异过大会使线路故障率增加。对于不同类型的杆塔，形成不平衡绝缘的方式也不同:直线型杆塔通过提高复合绝缘子的爬电距离来实现;耐张型杆塔通过增加耐张绝缘子片的数量来实现。
3.4接地射线
在对高压电传输线路进行维护时，最应该考虑的是接地设备的改进问题。由于改进后的接地装置不仅可以达到降低线路塔遭遇雷击后的跳闸概率的目的，甚至降低的程度可以达到20%-30%，如果一开始电力公司安装的线杆接地设备效果不好，通过对接地装置进行改良后所能降低雷电击中而发生线路跳闸的概率可以高达一半左右。在改进接地装置时，可以使用减小接地塔电阻的方法。具体方法是将接地电极埋至深处，然后填充低电阻物质。将地线布置在水泥式杆塔线上时，与杆塔之间的距离应该为3-5m。布置塔架线路的垂直接地极时，与杆塔之间的距离应该控制在5-8m。另外，接地装置也可以通过增加耦合清洗来进行改进。不过值得技术人员考虑的是，雷电在击中高压线路的过程中会存在瞬态行波和稳态电磁感应现象，因此可以考虑通过加强电磁感应式塔架接地线来改善接地装置。另外在检测到土壤中的电阻率超过1000Ω·m，可以考虑引入高压电线来增强电磁感应塔接地梁结构的搭设。
3.5加强高压输电线路检修工作
加强高压输电线路检修工作，可以采取以下措施：（1）对雷害故障发生较为频繁的地区，采取常态化监测，对频繁发生雷击的杆塔采取针对性的防雷措施；（2）加强常态化的运维检修工作，在日常运维检修过程中对线路产生的问题早发现，早排除；（3）加强对带电工作的推广，从而促进带电作业标准化进度。
4结束语
本研究讨论的目的在于保障电力高压输电线系统稳定运行，在这一过程中可以考虑多种手段并行。首先是加强电力系统的建设，其次是必须要对高压输电线路进行定期的维护和修理，另外还有一些相应措施也可以实施，如改进防雷机制，改善线路的耐久性和绝缘性，以及施工改进应按照国家有关规定和相关电力规范进行等。通过这些有效手段可以保证国家电力系统的安全稳定运行，可以全面提高电网的工作效率，可以为国民经济的发展和建设服务。
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