500kV 輸電線路運行中的防雷技術

周鵬程

（湖南科鑫電力設計有限公司，長沙410000）

1 引言

新時期下，隨著我國經濟的發展和社會的進步，我國國民對電力資源的需求量也在逐年上升，各種大型電站也越來越多，高壓輸電線的密集程度也在持續上升。現如今，我國也已經形成了以500kV 輸電線路為主要網架的超特高壓輸送網絡。但是，由于輸電線路通常情況下都建設在較為空曠的地方，在實際運行過程中很容易遭到雷擊，導致高壓輸電線路出現故障，增加維修成本，這就需要電力企業加強對500kV 輸電線路的防雷工作的重視，制定相應的防雷措施，保證輸電線路的穩定運行。

2 500kV 高壓輸電線路中的雷電過電壓

雷電放電時在導線或電氣設備上形成過電壓。雷電過電壓分為直擊雷過電壓和感應雷過電壓2 類。雷電直擊于電網（導線、設備等）時產生的過電壓稱為直擊雷過電壓，直擊雷過電壓對任何電壓等級的線路和設備都可能產生危險。雷擊于大地或其他目的物在附近的導線或電氣設備上形成的過電壓稱感應雷過電壓，感應雷過電壓通常只對35kV 及以下電壓等級的線路和設備構成威脅。

3 雷電對500kV 輸電線路的影響

3.1 直擊雷過電壓對輸電線路的影響

直擊雷過電壓主要指的是輸電線路被雷電直接擊中。在這種情況下，輸電導線會產生雷擊，當雷擊通過阻抗和地面變化時，會引起電壓下降，從而使雷擊部分的線路電位升高。另外，在500kV 輸電線路在被雷電直接擊中以后，還會產生一些其他反應，如熱效應、電效應等效應，也可能對輸電線路造成嚴重損害，甚至影響一線工作人員的生命安全。因此，在實際工作過程中，工作過人員需要采用大量的避雷針，對雷電進行屏蔽。

3.2 感應雷過電壓對輸電線路的影響

感應雷過電壓是雷電擊中500kV 輸電線路或者擊中線路周圍的地面，導致雷電區域出現電子感應現象。另外，輸電線路的導線中也會形成電壓，導致導線電流增大，最終形成人體難以承受的高壓。在感應雷過電壓下，受到輸電線路本身的特征影響，導線的兩側也會形成感應過電壓波，使輸電線路的電壓升高。因此，為了預防感應雷過電壓，輸電線路施工人員在實際施工過程中，可以采取地線掩埋的方式進行線路建設，在線路掩埋過程中進行相關的防雷操作，從而加強雷電防護，保證輸電線路的正常運行。

3.3 雷電繞擊對輸電線路的影響

雷電繞擊對輸電線路的影響較大，當500kV 輸電線路出現雷電繞擊情況時，雷電可以避開輸電線路上的避雷針等普通避雷裝置對輸電線路造成危害。另外，雷電繞擊情況在較為空曠的線路位置較為常見，偶爾也會發生在線路布置較為煩瑣的輸電線路中，輸電線路在被雷電擊中時，產生的危害會向輸電線路的兩邊開始傳遞，出現線路閃絡的情況，嚴重影響500kV 輸電線路的正常運行。

4 500kV 輸電線路運行中的防雷技術

4.1 在輸電線路設計時注意選擇安全方位

500kV 輸電線路的設計人員在進行輸電線路設計時，首先要注意選擇安全的方位，應做到以下幾點：（1）設計人員要明確輸電線路的設計原則，在設計過程中以保證線路的正常運行為前提，選擇正確的方位；（2）設計人員要加強對自然環境的研究，在選擇線路方位時結合自然環境的安全性，盡量不要選擇山谷地區或者是斜坡地區，從而降低線路被雷擊的概率；（3）設計人員應避免在導電環境中鋪設線路，在線路鋪設過程中要注意分析鋪設地區的地下水位，研究地區的通電性，盡量避免選擇通電性較高的地區，保證輸電線路運行的安全性和可靠性。

4.2 制定科學的宏觀防護原則

設計人員還要制定科學的宏觀防護原則：（1）設計500kV輸電線路的骨干網架時，要分析骨干網架所處的關鍵位置和一旦發生故障會引起的連鎖反應，從而在防雷設計過程中，將“堵”作為首要防護原則，設置防止雷擊跳閘的相關裝置；（2）設計人員可以采取“N-1”或者“N-2”的準則進行不平衡差絕緣設計，降低輸電線路的雷擊率；（3）在輸電線路的通道線路設計過程中，設計人員需要按照“疏堵結合”的設計原則，提高線路重合閘的成功率。

4.3 降低鐵塔的接地電阻

降低鐵塔的接地電阻是目前我國高壓輸電線路建設中的一種有效的防雷方式，在我國500kV 輸電線路的防雷工作中也較為常見。其具體操作如下：（1）設計人員需要不斷延長輸電線路水平方向的接地線長度，從而有效降低電阻的沖擊系數，降低雷擊對線路電阻率的影響；（2）設計人員可以結合500kV輸電線路的實際情況，采取相應的爆破技術，對線路的地面進行爆破，并在爆破結束后，利用壓力機線路地面以下的位置中埋入電阻率較小的材料，以此降低地面的電阻率；（3）設計人員在接地網較為集中的地方也可以利用降阻劑降低線路的接地電阻。

4.4 架設避雷線

設計人員也可以在500kV 輸電線路上架設避雷線，利用避雷線的防雷作用下，最大限度地防止雷電直接沖擊輸電線路，并利用避雷針分流雷擊電流，減少進入輸電線路的電流，降低塔頂電位，最終實現對輸電線路的雷電屏蔽效果，降低感應電壓。但是，需要特別注意的一點是，對于500kV 或者500kV 以上的輸電線路，設計人員在設置避雷線時應裝設雙重避雷線，如圖1 所示。

圖1 雙避雷線

4.5 架空地線和耦合地線

架空地線也是在500kV 高壓輸電線路中的較為有效的防雷技術，在實際應用的過程中，不僅可以對輸電線路進行分流，降低雷電對輸電線路的危害，還可以實現對500kV 高壓輸電線路導線的耦合，從而有效降低絕緣子電壓，最終實現防雷效果。因此，設計人員在應用架空地線和耦合地線進行500kV高壓輸電線路的防雷操作時，需要結合實際的架空低線的標準，對每一個階段的500kV 高壓輸電路進行保護[1]。

4.6 適當運用高壓送電線路避雷器

由于安裝避雷器使桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發生閃絡。根據實際運行經驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。目前，在全國范圍已使用一定數量的高壓送電線路避雷器，運行反映較好。

5 結語

總而言之，500kV 輸電線路在我國電網中的應用較為廣泛，因此，設計人員需要加強對500kV 輸電線路的防雷設計，在實際建設過程中，完善各種防雷措施，從而保證500kV 輸電線路的安全穩定運行，保障我國國民的生活質量。