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输电线路的综合防雷措施王童晶

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：王童晶

[导读] 摘要：在社会经济水平显著提升的背景下，输电线路的安全性和稳定性受到人们的极大重视。

        （锡林郭勒盟输电工区内蒙古自治区锡林郭勒盟 026000）
        摘要：在社会经济水平显著提升的背景下，输电线路的安全性和稳定性受到人们的极大重视。输电线路因暴露在户外很容易引雷，需对输电线路采取防雷措施。输电线路综合防雷的具体措施包括架设避雷线、加强线路绝缘、装设耦合地线、升高避雷线及减小保护角等。
        关键词：输电线路；防雷技术；综合防雷措施
        引言
        近几年，电网因雷电作用影响而产生的故障依然占很大比重，由于雷击闪络以后会产生工频续流，所以绝缘子会遭到严重损坏，危及线路安全，随时有可能发生事故。由雷击造成的停电是输电线路主要事故类型。在科技发展的带动下，虽然输电线路防雷措施越来越多，但不同措施有不同的适用条件、成本和作用，如何选择正确、合理的防雷措施，是现阶段线路防雷工作重点所在，期间需采用技术经济性评估的方法。
        1雷电放电概述
        雷电作为常见的自然现象，在电力系统中会引起超过正常电压很多倍的雷电过电压，它是造成电力系统故障的主要原因。雷电放电所产生的雷电流流过输电线路将引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应，从而对输电线路安全稳定的运行产生巨大的威胁，所以在设备投入运行之前要进行运行截面的选择、设备的稳定性、开断能力、关合能力等一系列校验。从气体放电的特性来看，雷电属于一种超长空气间隙的火花放电过程。在设备实际运行时，雷电流具有极性效应，设备可当作棒极，雷云相当于板极。根据雷电放电的三个阶段，可将雷电流绘制成标准雷电流波形进行分析。
        2输电线路事故原因
        2.1输电线路绝缘配置不到位
        绝缘装置是为了避免输电线路中产生电流回流。如果绝缘装置配备不到位，甚至失去效用，容易发生跳闸现象。绝缘装置一般使用周期较长，老化现象较严重，一旦遭受雷击，会造成非常严重的电力事故，且修复周期较长，造成的损失较大。
        2.2土壤的电阻率
        由于目前很多的输电线路都是建设在偏远的山区，而且有比较大的线路跨度，因此环境比较复杂，根据相关规定，杆塔接地的电阻值都有一定的数据，不能超有相关的数据。如果突然电阻率比较高，想要降低电阻率的话，难度还是比较大的，及时在建设的过程中，有巨金的投入改善，但还是达不到预期的效果。
        2.3输电线路中防雷装置不达标
        高压输电线路建设中，需提前设计好防雷装置的安装。但是，实际建设中容易忽略杆塔保护角，增大了雷击概率，所以设计时要保证杆塔保护角符合标准，增强高压输电线路的防雷能力。避雷针不适用于输电线路的架设。
        3输电线路的综合防雷措施
        3.1建设避雷线
        我国最多的防雷方式是对避雷线的搭建，搭建避雷线的原因有两种，首先就是对其的投入资金比较低，其次就是对防止雷击的效果也是比较明显的。之所以避雷线为什么会有这么好的避雷效果，其只要的原因是利用了相导线，因为相导线能阻挡雷电的袭击，过后在运用架空的导线把阻挡下来的雷电导入到地下，从而达到了避免雷击的效果。避雷线搭建的地方是在机杆塔下，而且是和地面相互连接的，在每个空挡的距离处都有两根避雷线，从而形成一个闭合回路，在运用避雷线根据每一个小空隙的地方来与地下实现一个绝缘。这样不但可以对输电线路产生保护的作用免受电机的清洗，而且对整个输电线路中的绝缘体可以有效地避免受到损伤。此外，在雷电突然袭击的时候，设置的输电线路可以承受比普通电流的数千倍，而且还能对电流的起到导出以及控制的效果，从而使得供电的运行功率减小，给塔杆起到保护的作用。

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        3.2优选杆塔防雷技术
        （1）地形地势。平原和山区的输电线路需要选用不同的防雷技术。因山区地形地势较为复杂，所以在平原地区适用的防雷技术，如架设耦合地线，无法在山区线路杆塔中使用。（2）杆塔结构。如果杆塔的型号不同，则塔头和横担的距离与长度均会有明显差别，所以在选择防雷技术时，必须予以充分考虑。比如，如果杆塔横担较短，则不能使用避雷器。（3）绝缘配置。在实施措施配置的过程中，应对现有的绝缘配置进行分析，如果现有的绝缘配置有很高的水平，则无需通过加强绝缘来进行防雷改造。（4）已有措施。如果线路杆塔上已经安装了某些防雷措施，则在方案选定过程中，应对其给新方案的使用带来的影响进行分析。（5）跳闸超标。避雷器具有最高的雷电防护性能，但是考虑到避雷器造价高昂，并且维护修理难度较大，所以在改造过程中应对其使用比例进行控制。在防雷性能计算后，得出绕击与反击的跳闸超标情况，如果在20%以内，则不建议这种杆塔配置避雷器。
        3.3采用合适的防雷接地装置
        接地电阻是防雷措施中一个重要的参数，在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的，所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置，使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大，线路遭受雷电袭击时，杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象，导致线路出现故障；反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位，对输电线路绝缘有一定的好处。输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境，受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应，通过导线将接地体与避雷线相连接，埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢；由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高，为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积，接地网的电容与其面积成正比，电容值越大对应的电阻值将会越小；增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻。
        3.4避雷保护系统设计
        避雷线的主要作用是将因雷击放电产生的强电流引入地下，避免线路发生闪络和击穿绝缘子。为了保护输电线路免遭雷击，220～750kV线路应全线架设双避雷线。110kV线路可沿全线架设避雷线，在山区和强雷区应架设双避雷线。在中低压输电线路，在雷击事件发生概率较大的区间配备避雷线。同时，还需要在线塔顶部以及变电设施等处设置避雷针，将雷电过电流引向接地装置，泄放大地。对于雷害高发区，地闪密度较大，雷害情况严重等地区的高压架空输电线路还可采用单独设计引雷塔进行防雷，引雷塔塔头上的可控避雷针高出被保护物的突出地位，形成负保护角，将雷云放电通道引向自身，然后通过引下线和接地装置将雷电流泄入大地，引雷塔防雷效果好且保护范围大。
        结语
        输电线路综合防雷措施及技术经济性研究不但可以实现输电线路抵抗累计的能力，而且能保证老百姓们用电的稳定性以及安全性，各方面都能得到相对应的满足。目前，我们国家的电网非常多，涉及面也特别的广，所以在输电线路防雷的工作方面需要投入比较多的资金。因此，供电的技术人员在对输电线路的防雷措施技术选取的时候，首先要对经济性进行一个评估，可以避免输电线路防雷技术无端的资金流入，让供电企业的经济利益能够得到有效的满足。
        参考文献
        [1]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.
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        [3]张永晴.高压输电线路综合防雷措施探讨[J].中国高新技术企业，2016，（32）：125-126.
        [4]吴伟,叶辉,廖志斌,李庆兴,吴翔.输电线路综合防雷措施技术经济性分析[J].中国高新技术企业,2016(26):122-123