輸電線路防雷措施

許忻揚 安軍 王海榮

摘要：架空輸電線路防雷是電力系統防雷工作的重要方面，常用的防雷措施有：架設避雷線、安裝避雷針、加強線路絕緣、裝設保護間隙裝置、降低桿塔接地電阻等。解決線路的雷害問題，要從實際出發因地制宜，綜合治理。

關鍵詞：輸電線路;雷電過程;防雷措施

中圖分類號：TM863?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0067-01

1 引言

近年來，雷擊一直是電網輸電線路發生跳閘故障的主要原因之一，了解和掌握雷電活動規律、雷擊桿塔的物理過程、輸電線路防雷措施的機理，乃至進一步深入研究線路設防標準與雷擊故障率、各類防雷設施與雷擊故障率的定量關系，使這些知識能在線路設計、運行維護中得到應用，對提高線路的可靠運行有重要的意義。

2 輸電線路防雷擊的重要性

2.1機械效應。雷擊輸電線路時，導線的區服點會由于焦耳熱而降低，徑向自壓縮力有可能超過導線的屈服點，從而使鋼芯鋁絞線發生形變，最終導致原本組合在一起的不同材料發生剝離和分層，降低了導線的機械強度，從而發生斷線、斷股事故。

2.2電氣效應。輸電線路防雷重點在于雷電電氣效應產生的過電壓的防護。雷擊過電壓超過線路絕緣耐受水平時，將使導線和地（地線或桿塔）發生絕緣擊穿閃絡，而后工頻電壓將沿此閃絡通道繼續放電，發展成為工頻電弧，電力系統的保護裝置將會動作使線路斷路器跳閘影響正常送電。

3 雷擊桿塔的物理過程

根據過電壓形成的物理過程，雷電過電壓可以分為兩種：直擊雷過電壓，是雷電直接擊中桿塔、避雷線或導線引起的線路過電壓;感應雷過電壓，是雷擊線路附近大地，由于電磁感應在導線上產生的過電壓。

4 輸電線路的防雷措施

4.1架設地線。地線是輸電線路最基本的防雷措施之一。地線在防雷方面有以下功能：

（1）防止雷直擊導線;

（2）雷擊塔頂時對雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低;

（3）對導線有耦合作用，降低雷擊桿塔時塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間隙）上的電壓;

（4）對導線有屏蔽作用，降低導線上的感應過電壓。

4.2降低桿塔接地電阻。對一般高度的桿塔，降低接地電阻是提高線路耐雷水平防止反擊的有效措施。

降低桿塔接地電阻，一般可采用增設接地裝置（帶、管），采用外引接地裝置或連續伸長接地線（在過峽谷時可跨谷而過，起耦合作用）。連續伸長接地線是沿線路在地中埋設1～2根接地線，并可與下一基桿塔的接地裝置相連。此時對工頻接地電阻值不作要求。國內外的運行經驗表明，它是降低高土壤電阻率地區桿塔接地電阻的有效措施之一。除上述措施外，對特殊地段亦可采用化學降阻劑降低桿塔接地電阻。

4.3架設耦合地線。為了提高線路的防雷性能，減少線路的雷擊跳閘率，可采用在導線下面（或其附近）加掛耦合線（即架空地線）的辦法。加掛耦合地線雖不能減少繞擊率，但能在雷擊桿塔時起分流作用和耦合作用，降低桿塔絕緣上所承受的電壓，提高線路耐雷水平。

4.4其他幾項具體措施。

（1）裝設自動重合閘。據統計，我國110kV及以上輸電線路的自動重合閘重合成功率可達75﹪～95%，35kV及以下線路約為50%～80%。因此，DL/T620-1997要求，各級電壓線路應盡量裝設三相或單項自動重合閘。

（2）加強絕緣。輸電線路絕緣子（串）架設于輸電線路與桿塔之間，主要承擔電氣絕緣和機械支撐的作用，還要承受覆冰、風偏、舞動、地震等極端氣候條件導致的極端機械負荷以及雷電和操作過引起的過電壓。輸電線路絕緣子（串）主要有盤型懸式玻璃絕緣子、盤型懸式瓷絕緣子、棒形懸式復合絕緣子串等。當輸電線路遭受雷擊時，若絕緣子串的絕緣性能足夠強，則可以保證其不被擊穿，確保輸電線路與桿塔之間的電氣絕緣，從而保證輸電線路的電氣可靠性。

（3）加裝線路避雷器。線路避雷器通常是指安裝于架空輸電線路上用以保護線路絕緣子免遭雷擊閃絡的一種避雷器。線路避雷器運行時與線路絕緣子并聯，當線路遭受雷擊時，能有效地防止雷電直擊和繞擊輸電線路所引起的故障。

從間隙特征上講，線路避雷器大體上分為無間隙和有間隙避雷器兩大類，有間隙避雷器又有外串間隙和內間隙之分，由于產品制造和運行方面的原因，內間隙避雷器在線路上幾乎不用，因此有間隙線路避雷器通常是指外串聯間隙避雷器。有間隙線路避雷器作為主流的線路避雷器，又有純空氣間隙避雷器和絕緣子支撐間隙避雷器2種主要形式。

無間隙線路避雷器主要用于限制雷電過電壓及操作過電壓;帶外串聯間隙線路避雷器由復合外套金屬氧化物避雷器本體和串聯間隙兩部分構成，主要用于限制雷電過電壓及（或）部分操作過電壓，是應用最廣泛的線路避雷器。

（4）避雷針。輸電線路所用避雷針主要有可控放電避雷針和側向避雷針兩種。

可控放電避雷針是一種安裝在輸電線路桿塔頂部的一種具有特殊結構的避雷針裝置。可控放電避雷針的應用目標是降低線路繞擊率以降低線路雷擊跳閘率。

側向避雷針主要有塔頭側針和架空地線側針兩種形式，其通過在桿塔或架空地線上安裝水平側針，以增強桿塔或架空地線對于弱雷的吸引能力，增加保護范圍而達到降低輸電線路繞擊率的一種防雷技術。架空地線側針安裝維護難度大;在運行過程中，甚至出現過拉斷地線的情況，因此應當謹慎使用。

結語：綜上所述，為防止和減少雷害所造成的故障，設計中要全面考慮高壓送電線路經過地區雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結合原有高壓送電線路運行經驗以及系統運行方式等，通過比較選取合理的防雷設計，提高高壓送電線路的耐雷水平。

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