高壓架空輸電線路的防雷措施分析

楊 帆 范海同 王藝璐

中國電建集團青海省電力設計院有限公司 青海 西寧 810008

我國幅員遼闊，人口眾多，地質地形復雜，容易受到寒潮、沙塵暴、內澇、雷電等自然災害的影響，并且自然災害影響程度大，較大程度的損害了人民生命財產安全。氣象部門和專家應該從我國實際情況出發制定相關策略將雷電災害尤其是高壓架空輸電線路遭受的雷電危害程度減少到最低。進一步加深對雷電災害的認識與了解，做到知己知彼，只有這樣才能減少雷電災害的影響，更好的了解自然，認識自然，與大自然和諧相處。

1.雷電災害的成因

雷電災害一直存在于我國的各省市，尤其在雨季時期更是頻繁侵擾我國各省市。近年來，全國的雷電災害逐年增加，嚴重損害人民群眾生命財產安全，因此應該受到廣泛重視。雷電災害的原因主要包括以下兩個方面。首先是氣候環境的影響。我國幅員遼闊，地勢復雜多樣，夏季降水量大，為雷電災害的發生創造了非常有利的地理與氣象條件，導致全國范圍內雷電災害頻發尤其在多雨的夏季。另外當今中國經濟發展迅速，基礎設施不斷完善，人們生活水平不斷提高，高層建筑、電力設施等為雷電災害提供了有利的地面建筑環境。與此同時，完善的通訊設備和使用越來越多的電子產品都是雷電災害產生的導火索。最后也是最重要的原因是人們對雷電災害的防范意識不夠，很多時候災害就藏在人們忽略的細節之中。

2.高壓架空輸電線路雷電災害的危害

雷電災害發生頻率高，影響范圍廣，對人民群眾的生命財產安全有很大的威脅。首先，雷電相當于高壓電，會對人身安全造成較大的傷害，并且可能較難醫治。其次，雷電會毀壞房屋、農田和電力設備，據有關部門統計數據顯示，雷電災害給我國帶來的經濟損失多達幾百億每年。最后，高壓架空輸電線路的雷電災害極易造成嚴重的火災，若發生火災則會加大人民群眾的損失。

3.高壓架空輸電線路防雷措施

3.1 降低桿塔接地電阻

利用降低桿塔接地電阻的措施，能夠緩解桿塔受到雷擊時地電位升高狀況，避免給導線帶來劇烈反擊。通常，在110KV及以上等級的鐵塔線路或混凝土桿塔中，使用此措施避雷效果十分可觀。據國內相關規定，安設避雷線的線路，在冬天空氣干燥的時候，每根桿塔（在不連接避雷線時）的工頻接地電阻不能高于下表1的相應數值。

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3.2 架設避雷線

對于高壓輸電線路，安裝避雷線是作為基本的防雷措施，從而防止雷電直接擊中輸電線，導致供電線路大面積癱瘓。避雷線能夠有效分流部分雷擊電流，讓進入桿塔的電流顯著減少，從而發揮降低塔頂電位的功效；通過導線間的耦合作用來有效削弱絕緣線路的電壓；借助避雷線對導線的屏蔽效果，能夠讓書現象的感應過電壓顯著降低。當輸電線路電壓處于較高狀態時，那么整體線路建設成本中避雷線占據的比例便較低，這兩者呈反相關關系。對于220KV等級的輸電線路，則需要在全線安裝避雷線。

3.3 架設藕合地線

若是減少桿塔接地電阻的工作難度較大，可通過在輸電線下方鋪設地線的促使，讓絕緣子串上電壓顯著降低，并且耦合作用還能夠發揮有效的分散雷擊電流功效。相關實踐研究結果表示，耦合作用可以讓雷擊開關跳閘概率有效降低。

3.4 采用不平衡絕緣原則

同桿架設雙回路這一輸電線路布設方式可以有效縮小線路占地范圍，若是普通防雷措施在這種線路中效果不理想，那么便可按照不平衡絕緣原則，將兩個回路的絕緣子串片數量設置成不相等，當線路受到雷擊時，首先絕緣子片數量少的回路發生閃絡，在閃絡之后，導線便相當于是地線，從而使得另一回路導線的抗雷擊能力增加，進而保證另一回路可以持續正常供電。

3.5 加裝線路避雷器

對于一些經常發生雷電活動的區域中一部分接受數次改造依然未能達到需求標準的接地電阻桿端，便可通過在線路上安裝避雷器的措施，提升其使用安全性。若是桿塔與導線二者間的電位差大于避雷器的動作電壓，此時避雷器便能很好的展現其分流功能。此時，可能一小串雷擊電流通過桿塔或是接地線通往大地，而大部分電流通過避雷器通往鄰接桿塔，使得線路的整體抗雷能力顯著提升。不過，因為安裝線路避雷線需要投入的資金較多，因此相關單位在安裝前，需考察確定好合適的安裝位置，最大化地降低避雷器安裝成本。

3.6 高桿塔加強絕緣

由于某些輸電線路所在地段較為特殊，需用到很高的桿塔，這也表示桿塔被雷擊中的概率會增加。對于較高的桿塔，也通過增加絕緣子串片數或塔頭間距等措施來增強其抗雷能力。使絕緣增強，能夠讓線路反擊耐雷能力有效提高，不過對于繞擊閃絡問題只會略微改善。

結束語：

綜上所述，雷電災害尤其是高壓架空輸電線路雷電災害在我國影響范圍廣，危害大，嚴重損害了人民群眾的生命財產安全和國家利益，為此我們應該提高防范意識，建立監測體系，做好風險評估工作培養相關人才，完善人才培養機制，眾志成城，對抗雷電災害，減少雷電災害的影響，促進經濟的發展和國家的富強。