220kV输电线路防雷研究

220kV输电线路防雷研究

王凯韩建发

国网新疆电力有限公司阿勒泰供电公司新疆阿勒泰836000

摘要：电力系统中，220kV的高压输电线是重要的组成部分之一，与其他中低压线路相比，受到雷击灾害的几率更大。文章就220kV输电线路的防雷问题进行研究，并找出防雷保护措施。近年来，防雷输电线路的研究极大提高了防雷水平。各种防雷技术的出现，是当今输电线路中最有效的措施，同时还是维护、运行、施工的关键性工作。

关键词：220kV；输电线路；防雷研究

1220kV输电线路雷击的产生

1.1220kV输电线路的雷电成因

雷电多出现在积雨云天气中，是雷电大气中的放电现象，温度和气流不同的运动下，使得积云雨能够在相应地摩擦中来电，形成带电荷的云层。总的来说，电荷不断地积累下，雷雨电压逐渐升高，且带有不同电荷雷云和大地凸显物。当接近到某一程度时，可能会发生激烈的放电现象，且出现强烈的闪光现象。由于在放电时温度能够一度达到2000℃，空气受到热力后，发生急剧膨胀的情况，随着发生爆炸轰鸣声，最终产生雷鸣和闪电。雷电的产生与气象条件、纬度有着密切关联，通常情况下，山地雷电与平原相比建筑物较高，受到雷击的机会较多、220kV输电线路为长距离的输电线路，线路多是金属构筑物，所以，通过的地区大多为人类活动相对较少的平原、山区，这些地区的地形由于比较空旷，容易大面积地遭遇雷击。

1.2架空和电线感应的起电情况

在雷电形成的过程中，220kV线路的导线因受到雷云的影响产生了一定的静电感应，因此，当雷云放电时，大量的积压电荷能够形成上千伏的雷电感应电压，这些电压能够在一定程度上威胁高压线路的安全运行。

2220KV输电线路的防雷措施

2.1架设避雷线

架设避雷线是当前220kV输电线路最为常见且有效的避雷方式。架设避雷线可以有效地防止雷电直接击中输电线路造成输电线路受损，避雷线能够将雷电进行一定程度地疏导，起到分流的作用，减少通过高压输电塔杆传入地表的电流，进而起到降低塔杆电位的效果。此外，避雷线的设计还可以使其通过与导线形成耦合作用，更好地减少线路承受的电压，进一步保障输电线路的安全。最后，避雷线的存在还可以形成对导线的屏蔽，很大程度的降低感应过电压，更大程度的保障电路的安全与稳定。

2.2降低塔杆的接地电阻

通过科学研究表明，高压输电线路中，杆塔接地电阻与整体的抗雷击水平成反比，因此为了更好地提高整体设施的抗雷击水平，应该适当合理的减小进行塔杆电阻。因此在进行塔杆设计时，相关设计人员应该根据输电线路建设的位置进行较为详细的地质勘探，根据当地的地质情况进行塔杆材料、接地材料的选择从而达到降低塔杆接地电阻的作用。在土壤电阻率较高地段的杆塔，可以采用增加垂直接地体、加长接地带、改编接地形势、换图或采用接地模块等措施降低杆塔接地电阻值。降低杆塔接地电阻进行输电线路的防雷建设是最经济，最有效的一种避雷方式，在当下的电力设备建设过程中得到了越来越广泛的应用。

2.3增加高压送电线路的绝缘水平

绝缘能力的好与否直接与绝缘子性能有一定关系，雷击频发地段需要采用相应措施进行强化。强化输电线路与绝缘进配合，能够在一定程度上提高绝缘的耐雷水平。事实证明，绝缘子数量的增加或者等级的提高，能够大大提高耐雷水平，还会大大降低雷击跳闸的相应几率。复合材料的合成绝缘子因质量好、强度高、重量轻以及防污性能强而受到输电线路企业的喜爱。

2.4有效地接地方式

单相接地是输电线路传统的接地方式。但是一直以来，雷电损害的输电线路的接地方式大多是单相接地。所以，单相接地的接地方式对于输电线路来说是非常危险的。如果输电线路可以采用中性点不接地的接地方式，那么相比之下会比较安全。因为当雷电对输电线路有所影响时，中性点不接地的接地方式会仍然保持三项电压的平衡，这样可以避免输电线路产生短路电流，继续对用户进行供电，同时给工作人员也提供了抢修维护的时间。这样就可以及时解决因雷击所引起的输电线路故障，以及跳闸所导致局部停电的现象。从而使输电线路所能承受雷击的能力得以提高。

2.5防雷重点地段划分

架空输电线路的防雷措施应按照输电线路在电网中的重要程度、线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构的不同，进行差异化配置，重点加强重要线路以及多雷区、强雷去内杆塔和线路的防雷保护。新建和运行的重要线路，应综合采取减少地线保护角、改善接地装置、适当加强绝缘等措施降低线路雷害风险。针对雷害风险较高的杆塔和线段宜采用线路避雷器保护。线路杆塔地线宜同期加装接地引下线，并与变电站内地网可靠连接。

2.6采用新型防雷设施

2.6.1可控放电避雷针

由于进行高压电力输电设备的塔杆一般建设在野外，距地面高度常常达到二十甚至三十米，这种情况使得它受到雷电打击的机会大大增加，在进行传统的避雷设施的建设之余进行更加全面的避雷设施的架设可以起到更好地避雷效果，更好地进行输电线路的保护，而进行避雷针的设计就是十分有效的一种方式。近年来一种新型的可控放电避雷针研究成功使我国避雷针的架设效果有了更加显著地提升，其凭借保护范围大，绕击率较低以及放点电流小等特点在我国的一些电力设施的建设过程中得到了很好的应用。可控性避雷针通过缓慢的变换其上电流，以雷闪放电形式进行电荷的释放，进而避免放电过程中出现的危害，增加放电效果，提高避雷效果。

2.6.2线路避雷器

线路避雷器是近年才开始发展起来的新型避雷方式中的一种，此种避雷器具备以下特点，保护性好，反应迅速，结构简单，体积可控调节范围较高，质量轻以及通流容量大。这些优点的存在使得线路避雷器可以更加方便的进行安装与调配，目前在我国输电线路的建设中已经得到了较为广泛的应用。在进行安装时，线路避雷器应该尽可能的选择安装在多雷区最易受到雷击的塔杆之上，而且为了起到更好地避雷效果，在其附近的塔杆进行协同安装是十分必要的；安装过程中，如果所需保护的输电线路垂直排列，则只需安装两相即可保证足够的避雷效果，进行输电设备的保护，同时为了保障线路避雷器更好地发挥作用，安装时应该进行一定的运算，尽量保证避雷器不受力，从而增加其使用寿命，更好地进行输电线路的保护。

2.6.3预放电棒

进行电棒的预放可以减小导线与地线之间的间距，有效地提高藕合系数，大大的降低塔杆所承受的分流压力，进行电压分布的调节与改善。电棒的预放起到的效果是多个方向的，通过这些效果的整合可以有效地提高相关辅助避雷设计的性能，例如增加塔杆的接地电阻，增加藕合系数等，因此电棒的预放也可以起到十分有效的避雷作用。

3结束语

高压输电线路是电网运行的关键，确保其安全正常的运行具有极为重要的意义。雷电是高压输电线路受到破坏的主要因素，对高压输电线路的安全有效运行有着严重的威胁。目前我国高压输电线路防雷技术取得了突破性的研究成果，但是还需要相关部门的共同努力，进而全面提升和完善防雷技术。为社会和国家的飞速发展打下坚实的基础。

参考文献

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