輸電線路防雷設計要點分析

摘 要：近年來社會快速發展過程中對電能的需求量不斷增加，因此保證輸電系統安全、穩定的運行至關重要。輸電線路作為電力系統的重要組成部分，其運行的安全性直接關系到電網穩定的運行。輸電線路長期處于野外的環境下運行，極易受到雷擊的危害。因此需要做好輸電線路防雷工作，有效的避免雷擊事故的發生，保證輸電線路運行的穩定性。文中分析了雷電對輸電線路造成的危害，并進一步輸電線路防雷設計要點進行了具體的闡述。

關鍵詞：輸電線路；雷電；防雷設計；避雷線；避雷器；重合閘

在夏季來臨時，雷電活動也會越來越頻繁，這也給輸電線路運行的安全性帶來了較大的影響，由于雷擊導致的線路跳閘事故增多，對電力系統安全運行帶來了較大的影響。輸電線路受到雷擊時通常會導致跳閘事故發生，同時雷電流還會沿著線路侵入到變電所，對變電設備帶來不同程度的損害，嚴重危及電網運行的安全。因此需要針對雷電可能會對輸電線路帶來的危害進行分析，從而做好輸電線路防雷設計，提高輸電線路防雷的水平，保證電力系統安全的運行。

1 雷電對輸電線路造成的危害

當前輸電線路發生故障其中一個非常重要的因素即是雷擊，在雷擊作用下，高壓輸電線路會瞬間產生巨大的磁場效應和熱電效應，特別是處于空曠地區的高壓輸電線路在雷擊發生時，會在嚴重的電壓危害產生。而且在當前電力調度系統中，所使用的大部分電子設備都具有較高的集成度，對于雷電電磁脈沖會有強烈的反應，一旦雷擊事故發生，輸電線路會則在瞬間形成過電壓磁波，并經由線路進入到變電站內，從而導致部分敏感電子器件被損壞，同時監控系統和供電系統部分裝置還會發生誤動作，從而導致跳閘事故發生，影響電力系統正常的運行。

在雷擊事故發生時，輸電線路會在較大的過電壓產生，從而對線路帶來致命性的傷害。即使對于110kV以上的輸電線路，雷擊也是線路故障發生的重要因素之一，無論是繞擊還是反擊形式的直擊雷發生時，還會影響線路運行的安全。通常情況下，繞擊直擊雷多發生在山區地區，而反擊直擊雷則多發生在平原及丘陵地區的線路上，這就需要在輸電線路進行設計時，要針對不同區域的特點，來采取切實可行的防雷技術措施，提高輸電線路的防雷效果。對于繞擊直擊雷發生率較高的山區線路，通常會選擇防雷走廊，通過減小避雷線保護角的方式來提高輸電線路的絕緣性能。但對于反擊直擊雷高發區域，通常會采取降低電阻珠措施來起到有效的防雷作用。

2 輸電線路防雷設計要點

防雷設計一直作為輸電線路設計的關鍵環節，在具體設計過程中，需要針對線路的實際情況，對線路雷電活動頻率和強度進行充分考慮，從而采取切實可行的防雷措施，有效的提高輸電線路防雷的水平。

2.1 合理選擇輸電線路路徑

雷擊多發區與地形、地質及氣候狀況等具有密切的關系，這就需要在進行輸電線路設計時需要有效的避開雷擊高發區，以下幾種類型的地段在設計時要盡量避開。對于地下水位較高及含有導電性礦藏的地區、土質電阻率低及土質電阻率易發生驟變的地區、不同類型地貌的地區及山坡斷層帶和交接地帶等、順風的河谷地區及山區的風口、周圍都是山丘的濕潤盆地、植被覆蓋及土質較好的山丘頂部和向陽面區域等，對于這些地區在進行輸電線路路徑設計時盡量避開。

2.2 搭設避雷線

在當前輸電線路防雷措施中，避雷線使用頻率較高，其不僅具有較高的防雷效率，而且具有分流、耦合及屏蔽等作用。利用避雷線能夠有效的減少鐵塔的雷電流，降低塔頂的電位，從而有效的減輕雷擊所帶來的破壞性影響。利用耦合導線能夠有效的降低輸電線路中絕緣子電壓，而屏蔽作用能夠做某有效的對雷擊發生后產生感應過電壓起到一定的削弱作用。對于避雷線的選擇，需要根據輸電線路的電壓等級來選擇適宜的避雷線，以此來有效的提高線路的避雷效果。同時每個鐵塔區的避雷線都需要進行接地，而且兩個避雷線之間還需要設置一個間隙，以此來提高避雷線的保護能力。

2.3 安裝線路避雷器

避雷器作為在避雷線上設置的防雷設備，能夠有效的防止絕緣導線上出現過電壓。在雷擊發生時，一旦過電壓較大時，則避雷器會利用低阻搞通路來將雷電流泄入地面，使輸電線路電壓保持在安全的范圍內。在安設避雷器時，可選擇如下類型的鐵塔：環境惡劣的山區線路中的鐵塔、跨越大的鐵塔、水電站和升壓站等出口線路處接地電阻較大的鐵塔、出現過閃絡的鐵塔等。

2.4 架設耦合地線

在輸電線路防雷工作中，當采用措施無法對接地電阻降低時，則需要進行耦合地線的架設。通常情況下會在導線的周圍或是導線的下方來敷設一條底線，起到分流雷電流的重要作用，有效的對絕緣子串兩端的感應程序進行降低，從而起到減少反擊電壓間的分量，確保雷擊發生時電力系統跳閘率的有效降低。

2.5 降低鐵塔接地電阻

為了能夠有效的實現降壓的功能，需要對塔腳電阻和避雷線進行合理匹配。對于40kV～65kV之間的輸電線路則不需要設置避雷線，這就需要采取有效的鐵塔接地措施，從而有效的降低鐵塔接地電阻。

（1）利用接地電阻降阻來對一些規模較小且集中的接地網進行降阻。可以將降阻劑鋪設在接地極的四周，有效的增加接地面積，從而實現降低鐵塔與地面之間電阻的作用。采用降阻劑來降低接地電阻的方法具有較好的導電性，可以大范圍的推廣使用。

（2）爆破接地技術。這種技術主要是利用爆破所制造的破裂，然后利用壓力機的將電阻率較低的材料導入到裂縫中，有效的提高土壤的導電性能。

（3）由于電感效應與水平接地體的長度呈現正比的關系，因此可以通過加大水平接地體的長度，以此來實現鐵塔接地電阻的降低。

2.6 安裝自動重合閘裝置

在雷擊發生時，電力系統會出現自我保護反應，即發生自動跳閘，通常情況下，自動跳閘后，部分故障會自動消除。因此需要在輸電線路上安裝自動重合閘裝置，而且當前自動重合閘裝置在不同線路上成功率也較高，已成為當前輸電線路上非常重要的防雷措施。自動重合閘裝置對于不同等級的電壓線路也具有非常好的效果，因此在輸電線路防雷工作中，需要做好自動重合閘裝置的安裝，確保雷擊發生時充分發揮自我保護作用。

3 結束語

輸電線路作為電力系統非常重要的組成部分，起著輸送電能的重要作用。一旦輸電線路受到雷擊作用，則會影響線路正常的運行，因此在輸電線路設計時就需要做好線路防雷工作。不僅需要掌握線路所處區域的特點，而且要對雷電參數和規律進行掌握，加強與氣象部門的溝通和聯系，從而采取切實可行的防雷技術來有效提高輸電線路防雷的水平，保證輸電線路運行的安全性和可靠性，為電力系統安全、穩定的運行奠定良好的基礎。

參考文獻

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