输电线路差异化防雷技术与策略研究

输电线路差异化防雷技术与策略研究

江 召

中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 云南 昆明 650051

摘要：在当今这个信息化的时代，各种电子产品充斥在人们的生活中，且产品的更新速度越来越快，让人们对于电能的稳定供应与质量有了更高的要求。输电线路作为电力输送的主要组成部分，其暴露在自然环境中运行，极易收到雷击雨雪的侵害，因此在输电线路建设中，防雷策略成为了重点研究的问题。

关键词：输电线路；防雷技术；差异化

1架空线路发生雷击的原因

1.1受雷击活动的频繁度影响

一般雷雨季节或雷雨高发地区易发生雷击事故。一般规定平均雷暴少于15日为少雷区，大于40日为重雷区。南方雷雨天气较多，雷暴平均会达到130日，因此定为重雷区。

1.2受架空线路密集度影响

如果线路过密，雷击概率会大大增加。例如，东莞地区实际土地面积为2465km2，架空线路却有400多条，这样大大增加了雷击的概率。

1.3受线路架设地点影响

由于城市土地利用率逐年上升，经济价值也逐步提升，导致无法在城市中架设输电线路，大多数线路均被架设在空旷域外或者山坡上，这种位置使线路被雷击的概率上升。

1.4线路的绝缘水平低，无法耐受雷击。

架设的线路要保证线路不被污染，因此目前线路中应用较多的是合成绝缘子，但是合成绝缘子的绝缘子串短耐雷击水平较低，发生雷击事故的概率较大。

1.5架设线路的接地电阻值过大

由于电阻过大，使线路被雷击时无法将雷电流快速导入大地，如果雷击电流幅值极值与雷电波陡度配合恰当就会引发反击，击穿绝缘子串。据历史数据统计，杆塔接地电阻过大，线路出现反击的概率就会加大，接地电阻越大，反击造成的危害也越大。

2差异化防雷技术与策略

2.1根据电压等级实行差异化防雷

可以根据电压等级的不同来对输电线路进行差异化防雷。譬如，针对35kV的输电线路，可以将避雷器安装在容易发生雷击的部位，来防止雷击事故发生；对于110kV的输电线路，可以在其整个输电线路上设置避雷针，如果线路架设在山林，则需要布置双条避雷针来提高输电线路的耐雷水平。在实际的运行过程中，110kV输电线路的很多地方并没有设置避雷针，而其雷击事故发生几率极低，那就需要工作人员来结合实际情况合理布置避雷针，在没有布置避雷针的区域要做好相应的防雷技术，降低雷击事故发生几率；对于220kV输电线路，一定要配置双条避雷针，因为电压越高越容易发生雷击事故，只有加强防雷力度，才能够降低事故的发生几率，促进我国电力系统的良性发展，为人们提供高效稳定的供电。

2.2高海拔山区差异化防雷

针对高海拔山区，也要做好差异化防雷，对于雷击多发区，采用双根避雷线来对110kV及以上的架空输电线路进行防雷设置，同时对雷击多发段进行改造，要求其设计一定要满足防雷要求；针对落雷频发的杆塔，要取消其220kV线路的地线间隙，让避雷线能够通过基础杆塔完成接地，以此来更好地泄放雷电电流；根据变电站实际的防雷情况，满足风偏和导线弧垂对地距离的条件下，通过增加绝缘子的方法来提升线路的防雷水平；降低杆塔的接地电阻，使其接地电阻能够满足标准；根据雷电的定位系统来提高对杆塔的关注度，对于经常出现落雷情况的杆塔安装避雷器。同时根据差异化防雷措施，对于C1级以上的、雷区坡度25°以上的杆塔外边坡侧边进行线路避雷器的安装处理。

2.3进行地线保护角差异化设计

雷击是造成输电线路发生跳闸故障的主要原因，在雷击跳闸故障中，绕雷击占据了八成以上，要想有效防止绕击事故，可以采取加装耦合地线、减小地线保护角等方法。针对输电线路来讲，一般不会采取减小地线保护角的办法，这是因为对地线保护角进行改造工作量大，投入成本较高，且会在无形之中增加安全风险。因此在输电线路施工前，应该在设计阶段，根据地域环境的不同合理进行差异化防雷的设计工作。譬如：对于110-220kV重要线路的单回路铁塔，地线保护角的平均值要低于10°，一般线路则不高于15°；对于110-220kV重要线路的同塔多回塔角度不大于0°，110kV一般线路则不大于10°等。根据杆塔的不同、电压等级的不同以及线路重要性不同，来确定地线保护角。

2.4对线路路径以及避雷设备进行合理的选择

据资料表明，以下几个区域最容易出现雷击情况：（1）山区风口、河谷以及顺风峡谷等；（2）潮湿的盆地；（3）土壤电阻率突变的地区；（4）地下水位较高或者地下是导电性矿地面等。在这些地段安装避雷设备，就能够在雷击电压过高的情况下通过相应动作来将雷电及时泄放到地下，避免电压持续升高，保障输电线路的运行安全。近年来我国在接地方面广泛应用的是钢体，由于腐蚀问题凸显，尤其在沿海区域，已经开始将钢接地体逐步换成了铜包钢材料。经验表明，输电线路在运行过程中，雷击情况通常会集中在线路的某段区域，因此在输电线路的设计过程中，应该对容易出现雷击事故的地段采取合理的避雷措施，来有效提升输电线路的运行水平。

2.5采用新型防雷技术

输电线路的防雷技术发展至今，从业人员和研究人员已经累计了较多的经验，技术方面也获得了长足的进步。为了有效地降低因雷击事件带来的危害，当前应用较多的一种硬件防雷设备为氧化锌避雷器。此类避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性，在其正常运作时通过的电流量极小，当发生过载过电压现象时，电阻急速下降，释放过电压的能量，以此达到保护输电线路的效果。另外一种应用较多的防雷装置为接闪器，可有效减低杆塔塔头的感应电压，优化雷击接地通道，降低线路遭受绕击和反击跳闸的概率，进一步提升线路运行可靠性。例如，河南西部山区雷雨天气较多，线路落差大，针对地形情况，对110kV中横线安装80组接闪器，线路一年累计跳闸从超过15次下降至每年3次以下，有效地遏制了输电线路的雷击跳闸。

2.6老旧线路差异化防雷

老旧线路差异化防雷技术方案如下：对运行超过25年以上避雷线的锈蚀情况进行检查，不满足规程要求的更换；在雷击多发区，将老型号的普通型复合绝缘子更换为干弧距离长的复合绝缘子；逐步开展接地网开挖检查，对埋设深度不够及锈蚀严重的进行更换；按照状态检测规程要求，对接地电阻不满足要求的接地网进行更换；在接地网改造过程中，对山区难以开挖地段采取敷设石墨接地极等新型接地技术，进一步降低接地电阻。

2.7做好输电线路日常维护工作

要想做好差异化防雷技术管理，还需要重视输电线路的日常维护工作，开展周期巡视的方式来了解输电线路的运行情况，同时建立好线路的信息库。定期检查输电线路，发展问题立即维修，以此来提高输电线路的使用寿命。同时结合雷电在线监测系统以及雷区的分布图来构建智能化管理系统平台，利用大数据进行分析，推进运行评估和风险评估，落实好状态检修，建立健全管理制度，使输电线路的运行维护能够有系统的管理，使防雷技术能够更好地得到落实。

3结束语

在诸多技术管理人员长时间的研究过程中发现，差异化防雷技术属于一种极为适用的输电线路防雷技术，该种技术主要强调的就是提升输电线路防雷工作的针对性，依照不同的情况，进行具体的防雷工作。而将该种防雷技术应用到输电线路防雷工作中，对于提升输电线路防雷质量有着较为显著的辅助促进作用。因此，相关的技术管理人员需要重点研究输电线路差异化防雷技术与策略。

参考文献

[1]李艳飞.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探究[J].无线互联科技，2017（19）：8-9.

[2]梁绍原.输电线路运行现状及防雷保护分析[J].南方农机，2017，48（8）：160-161.