浅谈架空输电线路防雷技术.doc

1、浅谈架空输电线路防雷技术摘要：架空输电线路以及雷击跳闸始终是安全供电的一大阻力，如何使架空输电线路防雷技术更加安全有效，是广大电力工作人员共同关注的问题。鉴于此，本文以广西山区为例，针对架空输电线路防雷技术的现状，存在的问题及其发展进行了探讨。 关键词：架空输电线路：防雷技术 中图分类号：U463.62 文献标识码：A 文章编号： 在我国高压线路跳闸事故中，由雷击引发的事故达到了 50%70%，特别是地形复杂而且多雷的山区，该类事故会更多，造成的损失往往也更大。架空输电线路因为其杆塔通常都在地面 2060 米以上，或者处于旷野或者处于高山地带，再加之线路一般都较长，因此受雷击的可能性非常大，所

2、以务必要采取积极有效的防雷技术，以保证安全正常供电。 1架空输电线路防雷技术的现状与存在问题 电在现代社会中占据着重要的地位，但是雷击会阻碍架空输电线路的顺利运行，严重时还会带来许多安全问题。目前虽然我国一些部门增加了对架空输电线路防雷技术的研究力度，使由雷击引发的线路跳闸情况不断减少，可是在电网中，由雷击导致的线路跳闸现象依旧存在，这意味着，目前我国的架空输电线路防雷技术还有很多不足之处，需要不断改进。 线路雷击跳闸现象分为两种情况：(1)绕击雷。即绕过避雷线直接击在导线上，该种形式的雷击通常都在大跨越档以及线路附近比较空旷的地带发生。其结果是导致边相瓷瓶串闪络的出现，这一边相是面朝雷云走势

3、的那侧。还有一种情况，即有时由于雷电流大，导线在受到雷击后雷电流会顺着导线两侧进行传递，这种情况也会导致临近该档的杆塔出现同相瓷瓶串闪络，绕击雷（电流较大）击中一侧杆塔导线会使该塔发生瓷瓶串闪络。与此同时因为雷电流大，在经由杆塔入地时会导致较高的塔顶电位，当然也可能带来反击，导致其它相瓷瓶闪络的出现。 （2）直击雷。即带电云层以及大地某点出现的快速放电现象。该种形式的雷击具有非常大的威力，雷电压低则几万伏高则几百万伏，其电流可以在短时间内增加到十几万安，经过雷电的地方，物体会由于温度太高而被烧伤，有时是融化。直击雷大多数都击于塔顶及其附近的避雷线，其结果往往是导致该塔出现一相甚至是多相瓷瓶闪络

4、。 2架空输电线路防雷技术的发展 (1)架设避雷线。避雷线不仅可以阻挡雷直击导线，还可以通过分流作用的发挥，削弱通过杆塔部位的雷电流，减小塔顶电位，此外其还可以利用对导线的耦合和屏蔽来降低线路绝缘子电压，减小导线感应过电压。(2)安装避雷针。这也是一种架空输电线路防雷技术，不过实际使用时问题较多需要注意。 （3）提高线路绝缘水平。因为输电线路部位地段必须要用到大跨越高杆塔，因此增加了杆塔落雷的可能性。当高塔落雷时不仅感应电压大，而且塔顶电位高，这时的受绕击率非常高。为减少线路跳闸现象，可于高杆塔上多设置一些绝缘子串片，以增加地线以及大跨越档导线的间隔，进而达到提升线路绝缘水平的目的。 （4）不

5、平衡绝缘方式的运用。当架设于同杆上的双回路线路在使用一般防雷技术还无法达到要求时，可选择不平衡绝缘方式来减少双回路雷击跳闸现象的发生，以保证电力的正常供应。 （5）架设藕合地埋线。该举措不仅可以减小接地电阻，而且在一定程度上还可发挥架空地线作用，即兼并分流和藕合功能。 （6）预放电棒以及负角保护针。预放电棒可以缩短导地线二者间隔，减小杆塔分流系数，提高藕合系数，增加绝缘子串以及导线的对地电容以及对电压分布情况进行改善；负角保护针是设置在线路边上且具体位于导线外侧的一个避雷针,可以改善屏蔽情况，缩短临界击距。（7）装设消雷器。属于新型直击雷防护技术,其对接地电阻没有很高的要求，保护范围也大大超过

6、了避雷针。在具体装设时，需解决好有关问题。(8)接地降阻剂的使用。使用该降阻剂后，随着时间的增加，接地电阻会减小。其一般没有腐蚀现象。不过，长期使用后会腐蚀接地体，因此需特别注意。(9)中性点非有效接地方式的运用。在二相甚至三相落雷发生时，因为先对地闪络相等同于一个避雷线，使对未闪络相以及分流的耦合作用大大增加，减小了未闪络相绝缘电压，增强了线路的耐雷性。因此，对 35 kV 线路的铁塔以及钢筋混凝土杆，需采取接地措施（35 kV及其以下不接地，故障即可自动消除。 3架空输电线路防雷技术在广西崇山峻岭中的运用 广西位于亚热带，雷电活动不仅较多而且异常强烈，年均雷暴日达到了 80 天。目前该地区

7、不管是雷电活动频率，还是强度或者是年均雷暴日相比于往年均大大增加，严重威胁着架空输电线路的正常运作。特别是山区地带的高压输电线路受雷击率非常高，雷害故障频发，对电网的正常供电造成了很大的影响。鉴于此，本文采取了以下措施加以处理： 3.1 线路架设避雷器 架空输电线路防雷技术通常包括架设耦合线和避雷线，预防电棒以及负角保护针，减小杆塔接地电阻等。可是由于广西地区雷电活动异常强烈，而且土壤电阻率非常高，再加之地形复杂，因此在使用上述措施不能满足要求时，可通过架设线路避雷器来减少线路雷击跳闸现象。目前，合成绝缘材料已经开始运用于防雷技术上，不少国家和地区例如日本以及美国等在架空输电线路易击部位架设避

8、雷器，以增强线路的耐雷性，减少雷电跳闸现象。本节以 220kVBZK 大小的铁塔输电线路为例进行说明，图 1 是装有避雷针时，220kVBZK 大小的铁塔输电线路计算等值电路模型。还有一种情况，即有时雷电会击中架设了避雷器的杆塔附近未架设避雷器的杆塔，这时需要对未架设避雷器的杆塔的耐雷性进行观察，在此同样以 220kVBZK 大小的高杆塔输电线路为例进行说明，如图 2 所示：图 1 有避雷针时 220kVBZK 铁塔输电线路计算等值电路模型 图 2 无避雷针时雷击附近杆塔计算耐雷性的等值电路模型 3.2 提高线路绝缘水平 除了上述措施外，还需要提高该地区高压输电线路的绝缘水平。首先是绝缘子选型

9、问题，在这个问题上要特别注意应尽可能使检修维护以及监测工作量达到最小，在高压架空输电线路上往往选择一般有机合成绝缘子。该绝缘子有利有弊，其中有利的一方面是其雷击闪络大部分能重合成功，这是由于有机合成绝缘子有着不击穿的结构，因此当空气中出现放电现象时，对绝缘性能并不会造成不可逆的损害，所以这是一种能够恢复的绝缘；其不利的一方面是因为合成绝缘子具有较小的伞裙直径，它的有效干弧距离相比于高度相同的瓷或者是玻璃绝缘子串来说相对较短，因此在一定程度上降低了其正常的防雷水平。 广西地区因为雷电活动频繁而且强烈，因此在使用一般有机合成绝缘子时，要特别注意对雷电全波冲击时的耐受电压高低能否符合广西地区的耐雷水

10、平进行审核。同时还要合理提高绝缘子高度，以保证合成绝缘子的有效干弧距离满足要求，进而达到增强线路耐雷性的目的。最后在风偏以及导线弧垂对地距离满足要求的基础上，可联合一片线路瓷绝缘子以提高线路绝缘水平（或者是加长型合成绝缘子） 。 4结语 架空输电线路遭遇雷害跳闸的现象经常发生，不过雷击为小概率事件，要彻底消除线路雷击跳闸故障存在着很大的难度。所以，线路防雷技术者在日常工作中，要注意以预防为主，防治结合，结合架空输电线路在整个电网中占据的地位，线路通过地区雷电活动频率和强度，当地地形和输电线路的结构以及雷击形式等各个方面进行考虑，在此基础上，有针对性的采取一些积极有效的防雷技术，以保证高压输电线路的正常供电。 参考文献： 1余力,李和国.架空输电线路的防雷与接地J江西电力,2010(2). 2周泽存，沈其工，方瑜等.高电压技术M.北京：中国电力出版社，2004. 3杨远.输电线路防雷击跳闸措施的研究C.贵州省电机工程学会2007 年优秀论文集,2008. 个人简介：陈伟宇, 男（瑶族） ，广西平南人，助理工程师，学士学位，从事架空线路电气设计工作。