对架空输电线路防雷保护技术进行探讨摘要: 漫长的输电线路常穿过平原、山区,跨过江河湖泊, 延伸到地理条件和气象条件各不相同的以遭受雷击的机会就多,为使输电线路能可靠工作,要求输电线路有好的防雷性能, 基本的防雷措施主要有: 架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用中性点非有效接地方式、加强线路绝缘、采用不平衡绝缘、装设自动重合闸装置以及采用线路用避雷器等方式。

结合工作实践经验，本文就对输电线路防雷技术保护进行探讨。

关键词: 架空输电线路；防雷保护技术；避雷线；装置
前言：众所周知，电闪雷鸣是一种常见的自然现象，雷电电压高达数百万伏, 瞬间电流可高达数十万安培,造成很大的损失。

架空输电线路雷害事故引起的跳闸, 不但影响电力系统的正常供电, 增加架空输电线路及开关设备的维修工作量, 而且由于输电线路上落雷,雷电波还会沿线路侵入变电所。

而在电力系统中,线路的绝缘最强, 变电所次之,发电机最弱,若发电厂、变电所的设备保护不完善, 往往会引起其设备绝缘破坏影响安全供电。

由此可见,架空输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电量损失的关键。

做好架空输电线路的防雷设计, 不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性,而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。

一、架设避雷线
按照有关规定，110kv及以上电压等级的输电线路应全线架设避
雷线，35kv输电线路一般不沿全线架设避雷线，但应在变电所或发电厂的进线段架设1～2km 避雷线。

但也有例外，比如处于雷电活动较强地段且长度较短的35kv线路，可全线架设避雷线。

因为避雷线在线路造价中所占的比重较低，在线路不长的情况下，与不完全架设避雷线的造价相比增长不大，而经过全线架设避雷线后，线路的跳闸率明显降低。

所以从运行工作的长远来看，还是很合算的。

为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角应做得小一些。

对于同塔多回路，220kv及上双避雷线线路的保护角，均不宜大于0°，110kv双避雷线线路的保护角，均不宜大于10°；单地线线路不宜大于25°。

综上所述, 架设避雷线的作用是以下几点。

(1)引雷作用。

架设避雷线后, 由于避雷线对雷云电场的畸变作用, 使雷基本上只击于避雷线而不击于导线,这就是避雷线的引雷作用,也是避
雷线的主要作用。

(2)屏蔽作用。

当导线上主挂有避雷线时, 由于避雷线的屏蔽效应, 使导线上的感应过电压降低,导致作用于线路绝缘上的电压降低,从而使线
路的耐压水平提高, 跳闸率降低。

(3)分流作用。

当雷击杆塔时,对有避雷线的线路,雷电流并不是全部经过该杆
塔入地, 而是从杆塔两侧的避雷线分流掉一部分, 导致塔顶电位降低, 这样作用于线路绝缘上的电压也就随之降低, 从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。

(4)耦合作用。

当避雷线上有过电压运动时, 导线上即出现耦合电压, 避雷线与导线间的这种耦合效应也能降低线路绝缘上的电压,从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。

高压输电线路的避雷线通常是直接接地地, 而超高压输电线路的避雷线是经小间隙接地。

装有避雷线的线路，在一般土壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于下表所列数值。

二、降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻通常是提高线路耐雷性能最经济的方法,我国《规程》规定,有避雷线的线路,每基杆塔(不连避雷线)的工频接地电阻,在雷季干燥时,不宜超过规定值,在土壤电阻率低的地区,应充分利用杆塔的自然接地电阻,在土壤电阻率高的地区,降低接地电阻较困难时,可采用多根放射性接地体或连续伸长接地体, 或长效化学降阻剂。

处于雷电活动剧烈、接地电阻又难以降低的地区的110kv～154kv电网,也可考虑采用中性点经消弧线圈的接地方式,这样, 绝大多数由雷击引起的单相接地故障可被消弧线圈所消除, 即使雷
击引起一相导线单相接地也不会引起跳闸, 而且对地闪烙后的第一相导线相当于接地, 增大了耦合作用, 使未闪络相绝缘子串的电压下降, 从而提高耐雷水平, 减少相间闪络概率。

经验证明,改用这种接地方式可使雷击跳闸率约降低1/3左右,当然对上述电网是否采用这种接地方式时, 还应考虑其他因素。

三、装设自动重合闸装置
由于雷击造成的闪络大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能, 所以重合闸成功率较高,运行经验表明,我国110kv及以上的线路重合闸功率为75%～95%,35kv及以下线路约为50%～80%,。

这是因为绝缘子在雷击闪络后，一般都能在线路跳闸后自动恢复绝缘性能，所以重合闸成功率较高。

采用重合闸，可以减少检修工作量，提高供电可靠性。

四、安装避雷器
避雷线的架设在一定程度上降低了导线上的感应过电压，但不是完全消除，这就要求安装避雷器来将雷电流泄放到大地，从而限制过电压，保障输电线路及设备的安全。

未沿全线架设避雷线的35～110kv架空输电线路，应在变电所1～2km 的进线段架设避雷线，并在靠近隔离开关或断路器处装设一组排气式避雷器（或阀式避雷器）gb2，其保护方案如图1。

此外，发电厂、变电所的35kv 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器，连接电缆段的1km架空线路应架设避雷线。

五、特殊条件下输电线路的防雷措施
1、架设耦合地线
在高土壤电阻率地区, 当线路跳闸事故频繁,而又难以降低杆塔接地电阻时,除可改架或补架避雷线外, 还可以采用架设耦合地线的措施。

即在导线下面回设一根或几根接地线。

耦合地线的作用是增大耦合系数;增大向杆塔两侧的分流(据华东地区实测,分流效果约为12%～22%),从而可提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率。

运行经验证明。

耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。

2、采用中性点非有效接地方式
我国35 kv 及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。

这样可使雷击引起的大多数接地故障自动消除, 不至于造成雷击跳闸。

运行经验表明,电网中性点经消弧线圈接地, 线路雷击跳闸会明显下降, 约可降低1/3 左右。

3、加强线路绝缘
为了降低跳闸率, 可在高杆塔上增加绝缘子的片数, 同时增大跨越档导线与避雷线间的距离, 以加强线路绝缘。

对35 kv及以下线路, 可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。

4、采用不平衡绝缘方式
现代高压及超高压线路, 同杆架设双回线路的趋势有所增加,
为了降低雷击时双回路同时跳闸的机率, 采用通常的防雷措施无法满足要求时, 可考虑采用不平衡绝缘方式, 也就是使双回路的绝缘子片数有差异。

六、结束语
综上所述，对输电线路防雷保护的主要方法，具体实施起来还应根据各地区的气候、地形及雷电活动特点采取适当的措施。

作为运行单位，应不断加强巡视工作，尤其是在雷雨季节、雷电活动频繁地段线路的巡视，对于已发生闪络的绝缘子能够及时更换。

通过技术经济比较,进行综合治理,才能有效搞好防雷工作。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。