高敏
山西元工电力工程设计有限公司（山西，太原）030003
摘 要：随着我国社会经济的飞速发展，科技水平的快速提高以及电网工程的加速建设使得我国的线路走廊变得格外紧张。所以采用同塔多回线路的输送方式来降低走廊的占用空间和清理费用是必然的趋势，并且这是对输入电容量的提升，部分地区的发展以及电网工程的协调发展的有效手段。但其防雷性能和运行的可靠性目前还存在较大的缺陷，本篇文章简要分析产生同塔多回路线路雷害的原因以及防雷方案。
关键词：同塔多回路；防雷技术；架空线路
随着社会经济体系的快速发展，对电力的需求也是日益增长，因此，在超高压电网中，为输送大容量电力，往往需要向同一方向甚至是同一通道内架设双回、三回甚至多回路主干线路。所谓同塔多回路线路，就是在同一个铁塔上架设多条线路，架设的线路可以属于同一等级电压，也可以属于不同等级电压。这适用于在通道走廊紧张但又需要往不同方向输送电力的情况或者不同电压局部应用同一通道走廊的情况。在经济发达城市，如北京、上海、广州、深圳等地点为缓解城市用电压力，多采用同塔多回路线路架设。
采用同塔多回路线路架设是解决电网工程中出现的通道走廊紧张问题，缓解土地资源紧张，提高输送电容量的有效措施，但这种方法的防雷性能、运行的可靠性以及维护检修都有着较大的缺陷。据数据统计，我国50%-70%的高压线路跳闸都是因为雷害，尤其是在多雷，土壤率高以及山区，这种雷害引发的高压线路跳闸频率更高，甚至会引起双回路线路与多回路线路的同时跳闸，大大地威胁了电力系统的安全性。
一 雷击事故发生原因分析
1.1杆塔接地电阻
在线路导线遭受雷击时，会在导线上产生远高于线路导线的额定电压，即“高电压”，当电压超过绝缘子的耐压程度后就会导致绝缘子闪络从而造成线路跳闸。同样的道理，当避雷线遭受雷击时，如果线路的接地电阻不够大的话，那么在雷电流的泄流过程中同样会产生“高电压”，在电压超过绝缘子的耐压程度后，绝缘子闪络从而跳闸。因此，接地电阻的大小是线路因雷击导致跳闸的关键因素。
1.2绝缘子的运行状态
绝缘子是架设高空电力输送线路的关键组成部分，他的作用是将导线与杆塔隔离开来，同时将导线固定在空中，防止导线在遇到大风时左右摇摆从而造成线路交叉产生感应电。目前的绝缘子大多为瓷质绝缘子与合成绝缘子，但由于瓷质绝缘子的表面属亲水性，因此瓷质绝缘子较容易发生污闪，且由于绝缘子架设在高空输送线路中，不易清理，所以，目前大多数的瓷质绝缘子都被替换成了合成绝缘子。
综上所述，绝缘子的耐压程度由绝缘子的运行状态决定，而绝缘子的耐压程度直接影响到在雷击时是否会产生雷电反击导致跳闸。
1.3是都有架设架空地线
架空地线又叫做避雷线，避雷线等同于在弧垂上的每一点都是一根等高的避雷针，他的防护范围一般按照避雷线与外侧导线间与垂直线的连线的夹角，即保护角来表示。由于绕击区是与避雷线的保护角是成正比的，所以，避雷线保护角越小，则保护越可靠。因此，在电力建设工程中架设避雷线可以有效防止雷电绕击。
1.4杆塔高度
杆塔高度越高，地面的屏蔽效应也就越弱，导致绕击区变大，使得更多的雷不能击中地面而击中导线；当杆塔高度高到一定程度后，地面屏蔽效应就接近于无，使得几乎所有的雷都能击中导线引起绕击从而导致线路跳闸率变高。
由于铁塔高度增加导致铁塔的电感和波阻抗增大，这就造成了在雷击塔顶的时候，雷电通过塔身传播至地面所引起的反射波回到塔顶或者横担上的时间会相对的延长，又因为电位升高值比较大，且导、地线的耦合系数是比较低的，所以在雷电反击引起绝缘子闪络跳闸率会随着铁塔的高度增加而增加，亦随着接地电阻的增大而增加。
二 同塔多回路线路的防雷保护方案
随着我国对电力需求的增大，架设的高空电力输送线路越来越多，导致输送线路走廊越发紧张，且交叉跨越也是日益增长，故对于同塔多回路路线的防雷方案必须谨慎采纳。
进行线路的防雷设计需要对线路的防雷性能进行提升，对线路的雷击跳闸率进行降低，因此在考虑同塔多回路线路的防雷方案时，应考虑到线路的电压等级、线路的重要程度、线路的经过路径上雷电的活跃度、地形的复杂度、土壤电阻率的大小等方面进行综合性的系统性的考虑。制定科学、合理、经济适宜的防雷保护方案。
2.1 降低杆塔的接地电阻
由于输送线路的雷击跳闸率是随着杆塔的接地电阻的增大而增加的，所以降低杆塔的接地电阻是降低雷击时跳闸率的有效措施之一，将杆塔接地电阻尽可能的降到最低值，起到限制杆塔地电位升高的作用，从而提升电路的耐雷水平。在日常的工作中需要对线路接地进行周期性的检查，对于不合格的地方要及时的维护检修或者改造。
2.2 缩小保护角
由于雷电绕击区是跟保护角是成正比的，所以缩小保护角，就能缩小雷电绕击区，这也是降低雷击时跳闸率的有效措施之一。
2.3 采用不平衡高绝缘
不平衡高绝缘的原理是在同层横担上对不同回路相导线采用不同的绝缘子串，利用不同类型的绝缘子串的闪络特性的差异性使得回路绝缘水平低的回路先一步闪络，闪络后的导线就等同于地线，此时另一回路的耦合作用得以增加，耐雷水平也得到了提高，从而避免闪络的发生来保证持续供电。
2.4 采用多相回合闸
同塔多回路输送线路有一个特殊的问题，就是如果多回路线路同时出现雷击闪络，那么可能就会出现多回线路同时跳闸，这给运行电力输送线路系统带来了极大的危害性。虽然可以在杆塔的结构和导线的排列上做相对调整，但这么做也只能相对的减少闪络次数，但并不能完全的杜绝出现闪络。而采用多相回合闸即使在多回路出现同时闪络时，多回路可以分别对故障相跳闸-重合闸，这样可以十分有效的去限制多回路同时闪络对电力输送线路系统的危害。
2.5 采用线路悬式氧化锌避雷器
为减少线路雷击事故，国内在很早以前就进行了对氧化锌避雷器的研究，目前已经安装在输送电路上并且用时间证明了采用线路悬式氧化锌避雷器是乐意有效的避免雷击绕击和雷电反击现象。
氧化锌避雷器由串联间隙以及人工合成的外套避雷器的本体两部分组成。
空气间隙、环电极和护线条三部分组成了串联间隙，其间距在800-900mm之间，合成的外套避雷器的本体由具有良好伏安特性的氧化锌电阻片固定，他的低压端下的法兰通过杆塔横担与螺栓连接在一起，而他的高压端的法兰则是用放电环和螺栓连接在一起的。
目前，一个铁塔的多回路线路顶层的两个回路的上、中、下三相都需要安装氧化锌避雷器。
2.6 安装线路型避雷器
在加装了线路型避雷器后，一旦输送电路遭受雷击，雷电流一部分会流经避雷线和导线，传入到相邻杆塔，另一部分会经塔身流入地面。当雷电流的数值超过一定程度后，避雷器就会加入分流且避雷器的分流会远远大于经由避雷线中分流的雷电流，分流产生的耦合作用会使得导线的电位提高，从而降低导线与塔顶的电位差，使电位差小于绝缘子的耐压程度，就不会造成绝缘子闪络。
三 结语
在目前的经济发达城市中，由于有非常多的超高建筑，为了让多回路电力输送线路跨过这些建筑设施，对杆塔的高度进行了极致的增加，导致了雷击跳闸率的大幅度提升。本文已对电力输送线路遭受雷害的原因进行了分析并罗列了一些列的防雷措施。但具体采用何种防雷方案应根据当地实际情况进行分析，总结，然后采纳相应的防雷方案，但安装线路型避雷器以及氧化锌避雷器确实是一种值得推广的有效防雷方法。
参考文献：
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