有关电力输电线路的防雷保护措施探讨.doc

1、有关电力输电线路的防雷保护措施探讨摘要：随着我国国民经济和科学技术的快速发展，电力资源已成为最重要的资源之一，电力输电线路一旦遭受雷电灾害就会对其自身和供电网造成巨大影响。在全面分析输电线路具体情况的基础上，寻求更为安全、经济、可靠的输电线路防雷措施，不仅可保护供电电路和供电站的电气设备，也可减小雷电对电力系统的影响，是维持电力系统持续、可靠、优质供电的重要保证，是电力行业普遍面临和重点解决的问题。本文从分析我国输电线路雷击的几种情况入手，分析探讨输电线路防雷保护的几种方法措施，为提高我国输电线路的防雷水平提供一定的参考。关键词：输电线路防雷电力系统保护措施 中图分类号：F407.61 文献标

2、识码：A 文章编号： 雷电是一种强大的自然能量释放现象，可产生热效应、机械效应、电磁效应等巨大破换，雷电向大地放电时的强电流会造成输电线路的严重破坏。我国是一个雷电灾害频繁的国家，岭南地区已是世界雷电灾害最多的地区之一，特别是在雷电高发、高地阻率、空旷突兀等地区引发的雷击事故尤为严重，构成了对电网安全运行的巨大威胁。雷电直接击中输电线路会将强大的电流导入大地，也可间接影响导线感应的异号电荷，使线路感应电流侵入电气设备造成损坏。自美国的富兰克林发明避雷针后，世界防雷技术随时代发展迅速，输电线路防雷措施也随防雷技术的发展而不断进步。良好的防雷措施可减少雷击引发的跳闸次数，有效保证电力系统中电气设备

3、的安全运行，是维持电力系统持续、可靠、优质供电的重要保障。输电线路防雷的技术手段目前进展较小，因此提高防雷效果的关键在于抓好措施措施。针对输电线路特点和地区地形地貌、接地阻率、地质情况等找出防雷缺陷，并要采取合理有效的防雷措施。 一、输电线路遭雷击的情况分析 雷电作用于电力输电线路可在其上形成极高的电压，称为大气过电压。大气过电压可分为直接遭击的直击雷电过电压和间接影响的感应雷电过电压。直击雷过电压造成的危害是最大的，按照线路击中部位又分为反击雷电过电压与绕击雷电过电压。 （一）反击雷电过电压 反击雷电过电压，即雷电击中输电线路、杆塔或避雷线时，强大的雷电流通过雷击点阻抗使其电势明显升高，当雷

4、击点与导线间的电势差大于线路绝缘冲击放电电压临界值时会造成对导线的闪络，使得杆塔或避雷线的电势反超导线电势产生反击现象。雷电流击中杆塔顶端时已将大量电流沿杆塔导入大地，但由于通过杆塔、避雷线、接地阻抗的电流导入大地时造成杆塔上的巨大电势差，塔顶、横担电势会迅速升高从而产生闪络电压，造成绝缘子的反击，最终导致线路接地故障。 （二）绕击雷电过电压 绕击雷电过电压，是当无避雷线时雷电直接击中导线或当其屏蔽失效时绕过避雷线击中导线的过压。雷电流直击输电线路可流入大量雷电流，致使输电线路对地电压的陡然升高，而当绝缘子承受的电势差超过冲击闪络电压时则会发生闪络，并通过杆塔导入大地。绕击雷电流直接作用于导线

5、时是没有电磁耦合分量的，但也可导致线路的严重故障。 （三）感应雷电过电压 感应雷电过电压，是雷电流经避雷设备导入大地时会在其周围形成影响通信、计算机等微电子设备的强大电磁场。雷电瞬间释放的能量极大，产生的感应电磁场也相当强，从而使金属开口环等接触不良处容易造成强大的放电现象，引爆易燃物，造成各种微电子设备的干扰与损坏。当雷电流导入大地时，入地点沿半径的不同还可产生很高的跨步感应电压，影响安全居民安全。 二、电力输电线路的防雷保护措施 电力输电线路的防雷保护措施按雷击经过应做到四阶段的防护措施，即防直击、防闪络、防建弧、防停电，其具体措施有加装避雷线、降低地阻、提高绝缘性能等几个方面。 （一）加

6、装避雷线 避雷线也称架空地线，是架设在杆塔顶部的单根或双根裸露导线，并在部分节点装设避雷器等设备。架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本措施，可有效防止雷电直击导线，分流杆塔强流从而降低塔顶电势，并通过对导线的耦合和屏蔽作用降低绝缘子电压和感应过电压，通过避雷线将雷电流导入大地。避雷线从经济性和防雷性上考虑特别适用于110kV 及以上的高压输电电路。防雷线对边导线的保护角一般采用2030，220kV、330kV 双避雷线线路则采用 20左右，500kV 及以上线路双避雷线则采用 15左右。并且，避雷线应在每基杆塔处接地，双避雷线的超高压输电线路上，正常的工作电流将引起功率损耗。为减小损耗和投资，

7、也可将避雷线作为通讯和继电保护装置。 （二）降低杆塔接地地阻 接地电阻是接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。降低杆塔冲击接地电阻是提高线路防雷性能和降低雷击跳闸频率的重要方法，是输电线路防雷的最基本、经济、实用的方法。输电线路的接地电阻与耐雷性能是成反比的，因此要选择地阻较小区域，安装良好的接地设备，确保雷电流能可靠有效地导入大地。接地装置可分为自然接地体与人工接地装置，前者不能满足时可加装后者。工程实践上可对输电线路逐一进行改造以降低杆塔的接地地阻，并可考虑将杆塔布设到接地电阻率较低的区域，并通过增加土壤与地线的接触面积、增加埋线深度、延长接地地极、实用降阻剂、爆破技术接地、伸长

8、水平接地、垂直接地等技术与手段来降低地阻，提高输电线路防雷性能。 （三）提高绝缘性能 提高输电电路相关部位的绝缘性能是提高其防雷性能的又一关键，良好的绝缘措施和绝缘设备可大大提高其耐雷能力。因此，一是加强线路间绝缘。杆塔遭雷击时的感应过电压非常大，遭绕击概率也较大，因而可在杆塔上增加绝缘子串片数，增大导线与地线间距离，并在 35kV 及以下的线路上采用瓷横担等绝缘子降低跳闸率。二是运用差绝缘方式。差绝缘是指同个基杆塔上三相绝缘性能的差异，因而可在其下部两相增加绝缘子数量，以保证在雷击杆塔或上导线时能迅速将雷电流经杆塔导入大地，从而避免两相闪络。三是运用不平衡绝缘方式。现代高压输电线路的双回路线

9、路越来越普遍，常规防雷措施难以达到防雷要求时可采用不平衡绝缘方式降低双回路雷击的跳闸率。 （四）加装避雷器 避雷器是一种传统但有效的防雷手段，是当杆塔和导线电势差超过避雷器的开关电压时，触发避雷器进行分流，确保绝缘子不发生闪络。工程实践证明，雷击跳闸较频繁的高压输电线路使用避雷器的效果较好，但避雷器的投资大、施工难，需要根据实际情况进行加装，如在雷电活动强烈和线路绝缘薄弱处加装避雷器可在雷电灾害导致频繁跳闸地区减少其危害。 （五）加装藕合地埋线 耦合地埋线适用于雷电活动频繁的地区，通过增大避雷线与导线间耦合系数，分流经杆塔的雷电流，提高输电线路防雷性能。藕合地埋线可降低接地电阻，可连续伸长接地

10、线，沿线路在地中埋设接地线，并与下一杆塔接地装置相连，从而有效降低土壤的电阻率。同时，耦合地埋线又有避雷线藕合作用。工程实践表面，埋设藕合地埋线可明显降低雷击故障及其引发的跳闸率，显著提高线路耐雷性能。 （六）合理选择输电路径 雷电灾害的发生有地区选择性，输电线路的布设如能避开雷击易发区域是防止雷电灾害的根本措施。工程实践中需要避开的区域有，一是山区风口、河谷峡谷等雷暴走廊；二是水体、林地附近等地形复杂的山丘潮湿盆地；三是地质断层、岩石与土壤交界处、农田与山坡交接处等土壤电阻率有较大变化的地带；四是良好土层、突出的山顶、山体向阳坡等土壤电阻率差别不大的地带；五是地下处于导电性矿或地下水位较高等

11、导电性能较好的地带； （七）其他适用方法 电力输电线路的防雷方法很多，其他还有预放电棒、消雷器、自动重合闸等。预放电棒可减小导线与地线间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数等作用；消雷器是一种新型防雷设备，优点是对接地阻要求不高，但保护范围比避雷针大；自动重合闸可降低输电线路的雷击事故率，减少瞬时性跳闸等故障，遭雷击后仍能确保持续供电，各电压等级线路安装自动重合闸装置是一种有效措施，管理上应对瞬时故障加强巡视、分析、判断、处理，杜绝线路安全运行的隐患。 三、结束语 综上所述，雷电对电力输电线路的危害程度大、危害方面多，但雷电活动毕竟是小概率随机事件，做好防雷工作能有效保护输电线路。实际工作中要根

12、据线路特点，抓住其关键点采取多种合理的方法综合治理，提高输电线路的整体防雷性能。在输电系统的总体规划设计起就要全面考虑输电线路地区的雷电活动情况、地形地貌特点、土壤电阻率等，并需结合输电线路运行与管理实践，选择可靠的防雷设备，进行有效的防雷管理，提高输电线路的防雷性能，将雷电对电力输电线路带来的损失降低到最低，确保给用户供电的持续稳定。 参考文献: 1 刘辉，李明贵，陈晓兵. 广西电网防雷及接地工作存在的主要问题及对策J.广西电力，2006，(3):6-12. 2彭向阳.广东线路避雷器防雷效果及其运行分析J.电磁避雷器,2010,(2):21-25. 3杜永平，李加存.220kV 变电站仅限防雷措施的完善J.安徽电力,2007,(4):48-51.