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摘要：近年来，雷击跳闸所引起的输电线路故障越来越多，尤其是山区的输电线路，雷击事故占到全部线路跳闸事故1/3以上，因此做好线路防雷保护，降低输电线路的故障，电网中事故的发生频率是电力工作者应关注的重点。本文阐述了防雷技术在广西电网中的应用现状，着重分析了防雷技术的发展，最后结合广西地形地理特征论证了线路防雷技术的可行性。
关键词：输电线路； 防雷现状； 分析； 对策
中图分类号：U463.62 文献标识码：A 文章编号：
引言
由于广西架空输电线路雷击跳闸事故率不断增加，电网安全受到严重威胁。尽管广西电网每年都投入大量资金对进行线路防雷改造工程，如：更换合成绝缘子、装设避雷器等，但收效甚微，雷击跳闸事故率依然较高。并且雷电活动具有随机性，观测技术还不完善，还无法准确测量雷击参数和区分线路雷击故障的闪络类型，因此仍需进一步研究和观测输电线路特点，制定有效的防雷措施。
1、架空输电线路防雷技术研究的目的和意义
1.1架空输电线路防雷研究现状分析
架空地线是输电线路防雷保护最直接、有效的措施，在防止雷直击导线具有：
分流作用，减少流经杆塔的雷电流，降低塔顶电位；
通过对导线的耦合作用减小线路绝缘子的电压；
通过对导线的屏蔽作用降低导线上的感应过电压。
一般来说架空地线效果取决于线路电压的高低，电压越高，架空地线效果越好，在线路造价中所占比重也越低。因此，广西110kv、 220kv以上电压等级的输电线路应全线架设架空地线。同时由于架空地线对边导线的保护角导线具有屏蔽效果，可减小绕击率，因此保护角一般采用20 º～30º。220kV及330kV双架空地线线路保护角应在20 º左右，500kV以上超高压线路保护角在15 º以下。
1.2线路避雷器防雷技术
随着合成绝缘外套线路金属氧化物避雷器的研制成功，线路避雷器防雷技术逐渐成为了热门的防雷技术。日本在对比77kv线路各种措施得出：增加绝缘可将跳闸次数降至62%；架设耦合地线跳闸次数可降至56%；减少杆塔接地电阻跳闸次数可降至45%。当安装线路金属氧化物避雷器可消除雷击跳闸事故。
输电线路安装避雷器后，遭受雷击时一部分电流经塔体入地，一部分经架空地线传入相临杆塔。当雷电流过大时，避雷器动作加入分流。大多雷电流经避雷器流入导线，最后传播到相临杆塔。在导线间的电磁感应下，雷电流经过架空地线和导线时将分别与其发生耦合分量。由于从架空地线中分流的雷电流远小于避雷器的分流，在耦合作用下将提高导线电位，使得绝缘子串的闪络电压大于导线和塔顶间的电位差，绝缘子不会发生闪络，因此线路避雷器能够很好的控制电位，这同时也是线路避雷器的显著特点。
1.3非常规防雷技术-消蓄器和提前发射接闪器
消雷器的目的是企图中和雷云电荷，消灭雷电荷或限制放电电流；提前发射接闪器的目的是提高避雷针的接闪效果，扩大保护范围。但目前这几种防雷产品未得到国际防雷组织认可，“消雷技术”也是防雷领域最大的争议，该理论必须遵循雷电规律，实事求实的去研究和完善。
1.4其它输电线路防雷技术
a）塔顶拉线：其作用等同于架空地线或耦合地线的分流，通过增加对雷电流的分流作用，提高线路抗雷水平。通过实践证明塔顶拉线可极大降低雷击跳闸率。
b）塔头屏蔽线：通过在杆塔的横担引伸两根辅助地线与架空地线相连，以减少杆塔附近的保护角，减少杆塔附近的绕击率。
c）杆顶避雷针和负角保护针：杆塔顶安装避雷针，杆塔横担两端安装负角保护针，以减少杆塔附近的保护角，减少杆塔附近的绕击率。
d）绝缘子并联间隙防雷保护：该技术是随着合成绝缘子使用而提出的，采用间隙装置并联于绝缘子串上，通过转移工频电弧弧根使得绝缘子不被损坏，将雷击闪络转成瞬时故障，确保供电的稳定性。该措施虽然极大地降低了事故率，但可能提高跳闸率。
2、存在的主要问题
尽管防雷措施能够有效提高线路的耐雷水平和降低线路跳闸率及事故率，但由于广西地区山岭连绵、山体庞大、岭谷相间，四周多被山地、高原环绕，部分防雷效果不是很理想，还存在一定问题：
山区土壤电阻率较高，降低电阻值难度较大，线路的耐雷水平难以提高；
受地理特征影响，广西线路大多位于高山峻岭中，因此大高差、大挡距的线路保护角偏大，屏蔽效果较差，线路绕击概率增加。
受地形限制，杆塔接地电阻的测量往往因为测量线太短，测出的数值往往不真实，影响了线路防雷措施的选择
绝缘子损坏一般分布在高山、大跨越的杆塔地段，不利于线路维护工作，并且110kv以下线路遭雷击跳闸，经过重合闸后雷击线路闪络点得不到及时查找，损坏的绝缘子不能及时更换，为事故埋了隐患。
由于对线路的雷击点和易击段分析不足，线路避雷器的安装点存在盲目性，达不到预期的保护作用。
架空线路长期暴露在大气环境下，线路的绝缘强度易受外界因素：雷闪袭击、雨淋等的影响；此外电磁环境干扰也是架空线路设计的考虑因素。
3、实例分析
广西输电线路的雷击频繁段往往是：山区风口及顺风的河谷和峡谷、山丘的潮湿盘地、地质断层地带等，以突出的山顶、山的向阳坡、山腰為主。
110kv麻浮线全线位于山头，档距大，雷击历年都发生在山顶、山的向阳坡、山腰，雷击频繁杆70基，占到50%以上。山窝或山槽的少数杆一直未被雷击。
110kv洛磷线，#1~# 37位于平原地区，未遭过雷击，#38~# 48从东往西处于良好土壤与石山的交界处，属于土壤电阻率突变地带；石山北面，南风是雷雨季节的主导风向，频繁遭受反击雷击和一次绕击雷击。#48~# 52位于三面风口的大山窝中频繁遭受反击雷击。
通过地形事故分析，为提高线路的耐雷水平，减少雷击，应采取以下措施：
a）110kv和220kv线路：在山区80%以上以绕击雷击为主；在平原、丘陵，25%左右以反击雷击为主；应选择自然屏蔽的防雷走廊、减少保护角、加强绝缘等措施，山区还应加耦合地线以减少绕击雷。
b）山区、雷击频繁区的改造，应采用最大多射线、多闭环、垂直集中接地，不仅可降低接地电阻而且可减少地网的电感。
c）对于绕击事故频繁发生的山区，减少保护角是最为有效的手段，可考虑进行单改双避雷线并对其保护角进行改造，无法改造时考虑加强杆头局部屏蔽。
d）对于起伏大、高差大的山区线路、反击为主的线路，防雷措施多采用增加耦合地线。耦合地线一方面可增大祸合系数和分流提高耐雷水平；另一方面可降低杆塔、导线的相对高度从而减少击雷。
e）接地电阻较大、雷击频繁杆较少的线路可增加线路避雷器以防止雷击跳闸。
4、结语
一般来说，大多雷击在减少保护角后都可有效防止，目前双避雷线已被普遍应用，此外更改杆头设计、增大两根避雷线的间距，可极大的节约投资成本。并且在实际综合治理雷击事故中，具体采用哪种防雷措施需要因地制宜，不应盲目按照理论进行，只有一切从实际出发才能有效的防止雷击事故，提高防雷效果。
参考文献：
【1】李明贵, 鲁铁成. 高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之三: 输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析 [ J] . 广西电力, 2005, 28( 6):7-10
【2】郑江，林苗．线路避雷器在防雷中的作用研究[J].电磁避雷器，2006（6）：38-45
【3】张重诚.山区雷电的特殊象征分析与防直接雷击.高电压技术，1998，24(1):79。
【4】李明贵.广西110、22OkV输电线路防雷调查研究.广西电力技术，2001，24(1):17
个人简介：唐捷, 男（壮族），广西都安人，助理工程师，学士学位，从事架空线路电气设计工作。
关键词：输电线路； 防雷现状； 分析； 对策
中图分类号：U463.62 文献标识码：A 文章编号：
引言
由于广西架空输电线路雷击跳闸事故率不断增加，电网安全受到严重威胁。尽管广西电网每年都投入大量资金对进行线路防雷改造工程，如：更换合成绝缘子、装设避雷器等，但收效甚微，雷击跳闸事故率依然较高。并且雷电活动具有随机性，观测技术还不完善，还无法准确测量雷击参数和区分线路雷击故障的闪络类型，因此仍需进一步研究和观测输电线路特点，制定有效的防雷措施。
1、架空输电线路防雷技术研究的目的和意义
1.1架空输电线路防雷研究现状分析
架空地线是输电线路防雷保护最直接、有效的措施，在防止雷直击导线具有：
分流作用，减少流经杆塔的雷电流，降低塔顶电位；
通过对导线的耦合作用减小线路绝缘子的电压；
通过对导线的屏蔽作用降低导线上的感应过电压。
一般来说架空地线效果取决于线路电压的高低，电压越高，架空地线效果越好，在线路造价中所占比重也越低。因此，广西110kv、 220kv以上电压等级的输电线路应全线架设架空地线。同时由于架空地线对边导线的保护角导线具有屏蔽效果，可减小绕击率，因此保护角一般采用20 º～30º。220kV及330kV双架空地线线路保护角应在20 º左右，500kV以上超高压线路保护角在15 º以下。
1.2线路避雷器防雷技术
随着合成绝缘外套线路金属氧化物避雷器的研制成功，线路避雷器防雷技术逐渐成为了热门的防雷技术。日本在对比77kv线路各种措施得出：增加绝缘可将跳闸次数降至62%；架设耦合地线跳闸次数可降至56%；减少杆塔接地电阻跳闸次数可降至45%。当安装线路金属氧化物避雷器可消除雷击跳闸事故。
输电线路安装避雷器后，遭受雷击时一部分电流经塔体入地，一部分经架空地线传入相临杆塔。当雷电流过大时，避雷器动作加入分流。大多雷电流经避雷器流入导线，最后传播到相临杆塔。在导线间的电磁感应下，雷电流经过架空地线和导线时将分别与其发生耦合分量。由于从架空地线中分流的雷电流远小于避雷器的分流，在耦合作用下将提高导线电位，使得绝缘子串的闪络电压大于导线和塔顶间的电位差，绝缘子不会发生闪络，因此线路避雷器能够很好的控制电位，这同时也是线路避雷器的显著特点。
1.3非常规防雷技术-消蓄器和提前发射接闪器
消雷器的目的是企图中和雷云电荷，消灭雷电荷或限制放电电流；提前发射接闪器的目的是提高避雷针的接闪效果，扩大保护范围。但目前这几种防雷产品未得到国际防雷组织认可，“消雷技术”也是防雷领域最大的争议，该理论必须遵循雷电规律，实事求实的去研究和完善。
1.4其它输电线路防雷技术
a）塔顶拉线：其作用等同于架空地线或耦合地线的分流，通过增加对雷电流的分流作用，提高线路抗雷水平。通过实践证明塔顶拉线可极大降低雷击跳闸率。
b）塔头屏蔽线：通过在杆塔的横担引伸两根辅助地线与架空地线相连，以减少杆塔附近的保护角，减少杆塔附近的绕击率。
c）杆顶避雷针和负角保护针：杆塔顶安装避雷针，杆塔横担两端安装负角保护针，以减少杆塔附近的保护角，减少杆塔附近的绕击率。
d）绝缘子并联间隙防雷保护：该技术是随着合成绝缘子使用而提出的，采用间隙装置并联于绝缘子串上，通过转移工频电弧弧根使得绝缘子不被损坏，将雷击闪络转成瞬时故障，确保供电的稳定性。该措施虽然极大地降低了事故率，但可能提高跳闸率。
2、存在的主要问题
尽管防雷措施能够有效提高线路的耐雷水平和降低线路跳闸率及事故率，但由于广西地区山岭连绵、山体庞大、岭谷相间，四周多被山地、高原环绕，部分防雷效果不是很理想，还存在一定问题：
山区土壤电阻率较高，降低电阻值难度较大，线路的耐雷水平难以提高；
受地理特征影响，广西线路大多位于高山峻岭中，因此大高差、大挡距的线路保护角偏大，屏蔽效果较差，线路绕击概率增加。
受地形限制，杆塔接地电阻的测量往往因为测量线太短，测出的数值往往不真实，影响了线路防雷措施的选择
绝缘子损坏一般分布在高山、大跨越的杆塔地段，不利于线路维护工作，并且110kv以下线路遭雷击跳闸，经过重合闸后雷击线路闪络点得不到及时查找，损坏的绝缘子不能及时更换，为事故埋了隐患。
由于对线路的雷击点和易击段分析不足，线路避雷器的安装点存在盲目性，达不到预期的保护作用。
架空线路长期暴露在大气环境下，线路的绝缘强度易受外界因素：雷闪袭击、雨淋等的影响；此外电磁环境干扰也是架空线路设计的考虑因素。
3、实例分析
广西输电线路的雷击频繁段往往是：山区风口及顺风的河谷和峡谷、山丘的潮湿盘地、地质断层地带等，以突出的山顶、山的向阳坡、山腰為主。
110kv麻浮线全线位于山头，档距大，雷击历年都发生在山顶、山的向阳坡、山腰，雷击频繁杆70基，占到50%以上。山窝或山槽的少数杆一直未被雷击。
110kv洛磷线，#1~# 37位于平原地区，未遭过雷击，#38~# 48从东往西处于良好土壤与石山的交界处，属于土壤电阻率突变地带；石山北面，南风是雷雨季节的主导风向，频繁遭受反击雷击和一次绕击雷击。#48~# 52位于三面风口的大山窝中频繁遭受反击雷击。
通过地形事故分析，为提高线路的耐雷水平，减少雷击，应采取以下措施：
a）110kv和220kv线路：在山区80%以上以绕击雷击为主；在平原、丘陵，25%左右以反击雷击为主；应选择自然屏蔽的防雷走廊、减少保护角、加强绝缘等措施，山区还应加耦合地线以减少绕击雷。
b）山区、雷击频繁区的改造，应采用最大多射线、多闭环、垂直集中接地，不仅可降低接地电阻而且可减少地网的电感。
c）对于绕击事故频繁发生的山区，减少保护角是最为有效的手段，可考虑进行单改双避雷线并对其保护角进行改造，无法改造时考虑加强杆头局部屏蔽。
d）对于起伏大、高差大的山区线路、反击为主的线路，防雷措施多采用增加耦合地线。耦合地线一方面可增大祸合系数和分流提高耐雷水平；另一方面可降低杆塔、导线的相对高度从而减少击雷。
e）接地电阻较大、雷击频繁杆较少的线路可增加线路避雷器以防止雷击跳闸。
4、结语
一般来说，大多雷击在减少保护角后都可有效防止，目前双避雷线已被普遍应用，此外更改杆头设计、增大两根避雷线的间距，可极大的节约投资成本。并且在实际综合治理雷击事故中，具体采用哪种防雷措施需要因地制宜，不应盲目按照理论进行，只有一切从实际出发才能有效的防止雷击事故，提高防雷效果。
参考文献：
【1】李明贵, 鲁铁成. 高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之三: 输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析 [ J] . 广西电力, 2005, 28( 6):7-10
【2】郑江，林苗．线路避雷器在防雷中的作用研究[J].电磁避雷器，2006（6）：38-45
【3】张重诚.山区雷电的特殊象征分析与防直接雷击.高电压技术，1998，24(1):79。
【4】李明贵.广西110、22OkV输电线路防雷调查研究.广西电力技术，2001，24(1):17
个人简介：唐捷, 男（壮族），广西都安人，助理工程师，学士学位，从事架空线路电气设计工作。