输电线路雷击跳闸原因及其防雷措施分析

输电线路雷击跳闸原因及其防雷措施分析

罗富丰

广东电网有限责任公司梅州供电局 广东省梅州市 514021

摘要：近些年来，在高额电压的输电线路的铺设以及搭建中都会因为对整体施工缺乏分析从而导致重大问题的发生。其中一个十分重大的隐患就是对于高压线路的防雷工作不够得当，事实上是由于不同地理位置的影响导致线路的铺设在某些环节出现了纰漏，导致电线屏蔽效果大打折扣，从而容易造成雷击事件。整体上来说，国家对于输电网路的建设是一个长期且庞大的工程，因此要谨防失误的发生，将避雷工作作为当前的要务。

关键字：输电线路；雷击跳闸；防雷措施

前言：我们国家在高压输电的事项中，将35KV-500KV之间的定额高压电作为长距离输电的主线，主要负责国家电网的调配任务。正是因为这样，这个额度的输电线路在我国高压输电网络中得到极为广泛 的应用。然而该种输电线因为电压的庞大因此只能够搭建在远离人群的平原或山岭等地区，因此极易发生雷击事故。

1.输电线路雷击跳闸类型

根据线路遭雷击跳闸的事件我们可以将其分为三种类型，一是避雷线保护角度设置，二是杆塔接地电阻设置，三是杆塔本身的绝缘效果。这其中避雷线的保护角度的设置问题是人为因素而后两种都是设备因素导致的，因此在防止雷击跳闸事件的安全措施分析时，首先要判断故障的类型是上述两种的哪一种进而针对解决。可供参考的数据有实际地形情况、闪络相比、跳闸时间、故障录波情况等，再结合接地装置传输的数据和雷电定位系统提供的雷电流参数,从而做出准确的判断。

2.输电线路雷击跳闸的原因概述

2.1人为因素

对于人为因素的考虑，主要是避雷线保护角度以及塔杆位置的设置架空线路设置，这些都是电网人员在设计输电线路时最易发生的雷击因素。之所以称其为避雷线与导线的保护角度，实际上是避雷线、外侧导线的连接线与地面的水平夹角会对避雷效果造成影响。即使是随意的变化角度也会产生不一样的防护影响。两者之间的具体关系主要是跳闸率与保护角度的大小成正比关系，因此增加角度会使雷击现象的发生更加频繁，最简单的防雷方式就是减少两者的角度，与此同时，只有保护角降低到一定的程度才能使避雷线的作用得以发挥。经过多年的线路数据来看，避雷线与线路塔杆的角度关系可以直接影响防雷的效果。并且根据以往的数据，角度降低到一定的数值则可以将防雷的系数指向最高，举个例子来说，现有18°与16°两种角度的防雷线，角度小的防雷线起到的作用远远大于角度大的，其实际值为大角度避雷次数的6倍，由此可知，避雷线的角度的合理设置对整体线路的避雷来说至关重要。由于35KV-500KV高压额度是远距离输电线路的一种特殊情况，同时该种输电线路再输电的过程中要经过具有复杂地质、复杂地形和恶劣气候的地区。经过专业人员的多年研究以及对线路情况的查验得出了一个具体的答复。发现山区地带发生雷击事件的概率极大，特别是与平原地区相比是平原的多倍左右。需要注意的一点就是，由于该类线路主要设置于山区地带因此多数是遭遇直击雷。与此同时，当线路经过富含矿物质的地区时由于地质原因使得雷击的可能大幅度上升。

2.2设备问题

关于高压传输线路问题来说，杆塔接地电阻设置、杆塔本身的绝缘效果都属于其设备因素。这其中杆塔的作用是不容小觑的，其一就是杆塔的接地电阻对于比来效果的影响，根据具体的输电线路数据来看，通过认真分析35KV-500KV高压线路上的典型酒杯型的杆塔尺寸以及一半概率的雷电冲击绝缘水平，发现电阻对雷击发生的概率有着很大的影响。同时由于电网人员的多年经验表示，线路杆塔随着其接地电阻的增加则受雷击影响的可能也会增大。因此只要合理的降低线路杆塔的接地电阻才会提升线路的耐雷水平。但有一个问题需要注意，那就是在恶劣的环境下铺设输电线路时，由于土质的因素使得塔杆的接地电阻变得各不相同，影响了雷击的概率。除此之外，设备因素的另一个就是杆塔本身的绝缘效果。由于我国现有的远距离输电技术在防雷措施上采取的都是塔杆上负载绝缘片的方式，所以对于该种高压输电线的基础防雷措施仍是增加绝缘片的方式。具体的数据表示，35-500KV额度的电压线路上一般设置的均为25或小于25片的绝缘子，然而还有一个细节，那就是绝缘片的数量越多单位长度发生累积的可能就越小，并且效果显著。由于电网人员的经验交流，发现在平原地区当有雷电事件发生时，多数雷电都会打击塔杆使用的合成绝缘子串，由此可以得出结论，塔杆的合成绝缘子决定了设备的防雷效果，一旦存在问题，极易发生雷击跳闸事故。

3.输电线路防雷措施分析

3.1架设避雷线

我们既然是要防雷、避雷那就要在建设输电线时做好避雷线的绑定，是最直接、最基本的防雷措施架。之所以说架构避雷线是最直接的措施就是因为它可以阻止雷电直击导线，同时其新颖之处在于，避雷线在保护线路的同时也保护了塔架。原因就是一旦线路遭受到雷击那么在避雷线可以进行有效的分流过程，从而使得电压大大降低，因为制造人员将避雷线与输电线形成了一股导线，所以能够降低绝缘子串上的电压，并且使得输电线被避雷线安全的保护起来也起到了静电屏蔽的作用。近年来，原有的固定电压输电线路逐渐遭到淘汰，人们慢慢使用的都是可变电压的输电线路。因此务必保证整个输电线路的安全可靠。还应注意的是，若采取部分安装避雷线那么线路遭受雷击的可能就会变得很大，因此务必不能够落下任何一处线路要全线铺设。经实践表明在零至十度时是最佳角度,此时线路遭受雷击的概率会大大降低。

3.2加强线路绝缘

鉴于高压输电线路的建设要途径不同的地域，其中要穿越河流、跨过荒漠甚至在某些特殊的地方只能采用搭建杆塔的方法来满足高压输电的需要，然而这就加大了遭受雷击的风险。由于塔顶的高度相当高，因此雷击的可能是平时的好几倍，特别是塔顶的电位更高,因而感应电压也是成百上千倍,最终导致线路受到雷电绕击的概率也很高。为此电力部门特别针对线路材料采取了增加绝缘子串片数,加大跨越档导线与地线之间的距离的方法,其目的是为了保证有更好的绝缘水平。在此，我们需要特别注意的应是，安装人员不能私自改动绝缘子串的片数，之所以不能这样做就是因为会降低输电效率，最终有可能导致雷电顺着导线使供电站线路短路，严重受损。

3.3采用消弧线圈接地

近些年来，为了防护输电线路不受雷电的侵扰采用了一种新式的方案——消弧线圈接地。它的技术特点是以架空线路为主，将输电网络作为首选的一种中性点接地方式。正是因为该种方式能够在雷击时保证单相接地且不跳闸，并且能够满足利用数小时去找寻合适的接地点，保证了供电的连续性。所以该种现代的输电线路避雷方式得到了供电部门的青睐。

3.4针对山区情况提高防雷技术水平

对于山区地带的线路防雷，首先要明白一点就是该地区的雷电活动较其他地方频发。因此防止雷害事故是一项重大工作，也必须要认真对待并且不断地改进方法。相关部门应该变被动为主动去不断地创新防雷新方法，从而提高输电线路的抗雷击的水平，尽可能地减少雷害事故的发生，目的就是要确保供电的可靠性与有效性。

结语：综上所述，实际影响输电线路发生雷击跳闸现象的原因较多并且情况都很复杂，这也给解决措施带来了巨大的考验。如何“稳”、“准”、“狠”的解决线路的雷害问题，就需要广大人民集思广益。目前来看，一切可行的办法都是从实际考虑，要因地制宜。着手进行防雷工作时，要对相关的情况做一细致的调查,其中包括地理、气候、牲畜、人文等多方面实际情况。分析施工的价值大小以及难度、材料等，从而决定采用某种或几种防雷措施。

参考文献：[1]张一尘.高电压技术(第2版)[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]王城钢.架空输电线路雷击保护的新措施[J].高电压技术，2008， 34(3)：620.