電網輸電線路防雷方法研究

南通市海安縣供電公司 吳厚寬

電網輸電線路防雷方法研究

南通市海安縣供電公司 吳厚寬

雷電會影響電網輸電線路的安全運行，降低輸電設備的可靠性。本文主要對電網輸電線路的防雷方法進行了研究，首先介紹了電網輸電線路遭受雷電時的放電原理；其次介紹了輸電線路的防雷方法并給出了重點防雷區域的防雷措施；最后對線路的絕緣配合進行了研究。加強電網輸電線路的雷電防護，對提高輸電線路的可靠性，保證輸電設備的安全運行具有重要的現實意義

輸電線路；放電原理；防雷方法；絕緣配合

雷電是一種具有巨大破壞力的自然現象，雷電對電網輸電線路的影響主要體現在兩方面，一是雷電作用在電網輸電線路上時，會使得輸電線路瞬間具有最高可達十萬伏的電壓，高電壓會損壞線路的絕緣，從而導致設備短路現象的發生；二是雷電作用在輸電線路上時，會使得輸電線路產生最高可達上千安的電流，造成輸電線路短時間內釋放大量的熱量，進而導致線路金屬融化現象的出現。雷電作用在輸電線路上還可能造成輸電線路的扭曲和斷裂等情況，從而造成經濟損失甚至是人員傷害。由此可見，加強電網輸電線路的雷電防護，提高輸電線路的可靠性，保證輸電設備的安全運行具有重要的現實意義。

1 電網輸電線路遭受雷電放電原理

雷電是由于雷云的積聚造成的，雷云分為上下兩層，上層和下層所帶的電荷種類是不同的，一般情況下上層的為正的電荷，下層為負的電荷。雷云距離地面都有一定的距離，由于受到雷云中帶點分子的影響，地面上距離雷云較近的物體會出現感應電荷，進而造成雷擊現象。對于輸電線路來講由于所處的位置偏高，本身又是電的良導體，因而很容易受到雷云的影響而遭受雷擊。雷擊的強度可以用雷電流來衡量，一般將頂端所測得的電流稱之為雷電流。雷電的作用會導致輸電線路瓷瓶的擊穿，其原理是輸電電路在發生雷擊現象后，在線路中會產生沖擊波，沖擊波會形成一個瞬變的高磁場，瓷瓶中的電解質由于帶電介質的影響而不再具有絕緣的功能，從而導致瓷瓶被擊穿而形成導電通路。

2 電網輸電線路的防雷方法

雷電會對電網運行的可靠性以及輸電設備的安全性造成巨大的影響，因此本文重點研究電網輸電線路的防雷方法。首先我們應該對電網輸電線路進行分析，主要有：輸電線路的類型，即區分主干輸電線路還是分支輸電線路；輸電線路所在地區是否為雷電的高發區域；輸電線路所處的地形和地表特征，包括海拔高度、周圍的植被情況以及建筑物情況等；土壤的地租率的數值。在上述分析完成之后即可以對輸電線路的防雷策略進行研究。

（1）輸電線路途經線路的選擇。雷擊的發生區域是有顯著的特征性的，比如山區的峽谷位置、被水流所環繞的區域、地下含有島先行的礦物的區域以及突出的建筑物。所以在選擇輸電線路時，要首先避開這些區域，如果實在避不開的則盡可能選擇發生雷擊概率低的線路作為輸電線路。

（2）避雷線防雷。避雷線是一種十分經濟的避雷措施，一般會全線架設使用，避雷線除普通形式外還有絕緣的避雷線，絕緣避雷線能夠減少電能的耗損，因而經濟性更強。

（3）降低輸電線路鐵塔阻值。鐵塔的電阻阻值過大會不利于電流的導出，因此通過降低輸電線路鐵塔的阻值可以有效的防止雷擊現象的發生。目前，比較常見的方法有以下幾種，一是使用電阻降阻劑，可以有效的降低鐵塔的周圍地面的阻值；二是通過將地面爆破，將電阻阻值低的材料放入產生的縫隙中。

（4）使用避雷器。避雷器的主要功能是將雷擊產生的電流導向大地，是方法而裝設避雷線防雷方法的一種補充，二者相結合可以起到非常好的效果。

（5）使用自動合閘裝置。當線路遭遇雷擊時會跳閘，雷擊過后如果不及時合閘會對用戶用電造成很大的影響。自動合閘裝置可以保證雷擊過后線路及時的恢復正常，進而使得事故率下降。

3重點線路節點的防雷措施

上面一節主要介紹了目前常用的輸電線路的防雷方法，通過以上措施可以有效的降低雷擊發生的概率，但是作為一些重點線路，以及重點線路的重點區域，其可靠性要求極高，所以要盡可能的避免發生雷擊的現象，為此需要對這些重點線路和重點區域進行特定的雷擊防護。主要方法有以下幾種：

（1）針對變電所進線段的重點防護。變電所進線段如果遭受雷擊會嚴重影響變電站的安全運行，因此該位置屬于重點的防雷區域。為了防止雷擊現象的發生，需要在該段線路裝設避雷器和避雷線，提高耐雷水平。

（2）線路交叉時對交叉位置的防護。線路交叉有同等級的線路的交叉也有高壓線路和低壓線路的交叉，無論哪種情況，交叉點屬于易發生雷擊的部位，因此需要重點防護。具體防護方法可以裝設避雷器或者保護間隙進行防護。

（3）輸電線路跨越距離較大的情況的防護。當輸電線路跨越距離較大時，其鐵塔針對線路的防護能力就會降低，此時需要加強輸電線路對雷擊的防護能力，一般采用增加絕緣子數量，裝設管型避雷器以及裝設保護間隙等方法來進行重點防護。

4 線路的絕緣配合

絕緣配合是提高輸電線路以及輸電設備防雷水平經濟而有效的方法。絕緣配合時從多個方面對輸電線路的防雷水平進行評估，包括采用防雷措施的費用，防雷設備日常維護的費用，設備絕緣損壞所造成的損失。通過合理的選擇絕緣水平，使得上述方面的花費的費用最小。

絕緣配合的首要步驟就是對輸電線路整體的絕緣水平進行評估，分析電氣設備能夠承受的電壓等級，設備的絕緣性能以及對電壓的耐受能力。采用絕緣配合時需要考慮以下幾個方面：

（1）對絕緣子串的片數和種類進行選擇。絕緣子的片數應保證足夠的絕緣強度，在重點的防雷區域適當增加絕緣子片的數量。對絕緣子類型的選擇上，如果要求絕緣子的機械強度高，那么就選擇盤型的，如果要求絕緣子的柔性好時，就選擇長串的形式。

（2）空氣間隙的設置應有一定的裕量，以保證可能出現的過電壓等情況。另外外界環境對空氣間隙的選擇也有一定的影響，空氣密度和空氣濕度增加時會導致絕緣的放電電壓隨之升高。

（3）線路絕緣的強化。

5 總結

雷電是自然界中常見的現象，雷電會對電網輸電線路的安全運行造成一定的影響。本文主要對電網輸電線路的防雷方法進行了研究，介紹了選擇輸電線路、裝設避雷線、降低鐵塔阻值、裝設避雷器、設置自動合閘裝置等5種方法，同時給出了重點線路節點的防雷措施，最后最線路的絕緣配合進行了簡要分析，所得結論對提升電網輸電線路的防雷水平具有重要的意義。

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吳厚寬（1964—）,江蘇南通人，大專，海安供電公司電氣工程設計主管。