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【摘 要】本文研究了对输电线路防雷中常用的几种方法、对提高输电线路的防雷水平进行了探讨。
【关键词】输电线路 防雷措施 避雷线
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―361―01
1引言
随着经济的快速发展，对电网供电可靠性的要求越来越高。同时在电网的发展中，电网中的事故又以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击输电线路引起的事故率更高，带来巨大的经济损失。要保障线路安全运行，应对雷害原因进行有效的分析，确定雷击性质，并采取相应有效的防雷措施。
2雷害原因分析
输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，这种过电压也称为大气过电压，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道，从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷，因此雷击和接地装置的完好性有直接的关系。
输电线路感应雷过电压，对35KV及以下线路绝缘威胁很大，但对于110kV及以上线路绝缘威胁很小，110kV及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。直击雷又分为反击和绕击，都严重危害线路安全运行。在采取各种防雷措施之前，应该对雷击性质进行有效分析，准确分析每次线路故障的闪络类型，采用针对性强的防雷措施，才能达到很好的防雷效果。
反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压，主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关，一般发生在绝缘弱相，无固定闪络相别，所以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻，加强绝缘，提高耐雷水平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压，主要与雷电流幅值，线路防雷保护方式，杆塔高度，特殊地形有关，主要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保护角，安装避雷器等。
实际运行经验表明：山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加，绕击率较高，平原、丘陵地区的线路则以反击为主。山区线路选择良好的防雷走廊，减小避雷线保护角，加强绝缘是最有效的防雷措施。对于平原，丘陵地区的线路降低按地电阻是最有效的防雷措施。
3防雷措施
输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能，降低线路的雷击跳闸率。在确定线路防雷的方式时，应综合考虑系统的运行方式、线路电压等级和重要程度、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率等自然条件，并参考当地原有线路的运行经验，经过技术经济比较，采取合理的保护措施。除架设避雷线措施之外，还应注意做好以下几项措施。
3.1接地装置的处理
高压输电线路耐雷水平随杆塔接地电阻的增加而降低。电压等级越高，降低杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。对土壤电阻率较高地区，应选择更换接地网形式和置换土壤的方法，达到降阻。在雷击多发区域，主网线路杆塔接地电阻应保证小于10Ω，山区也应小于15Ω。在雷雨季节前，对雷击多发区域线路应按规程要求的方法，进行杆塔接地电阻测量。
接地装置埋深，要求大干0.6 m，采用增大截面的接地引下线，引下线（热镀锌）表面要进行防腐处理。严格按照规程执行接地装置的开挖检查制度。重点检查接地装置的埋深、接头和截面的测量，对不合格的及时进行处理。降低杆塔接地电阻，还需要确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。
3.2加强线路绝缘水平
在雷电活动强烈地段、大跨越高杆塔及进线段，应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多，塔顶电位高，感应过电压大，受绕击的概率也较大，通过适当增加绝缘子片数，增大导线和避雷线间的距离，达到加强绝缘的目的。规程规定：全高超过40m的有地线杆塔，每增高10m应增加一片绝缘子。
3.3安装避雷器
加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相邻杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相邻杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生祸合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的祸合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。35KV线路因未沿全线架设避雷线，应在线路安装避雷器时应注意：（1）选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好在两侧相临杆塔上同时安装；（2）避雷器应顺杆塔单独敷设接地线，其截面不小于25mm2，尽量减小接地电阻的影响。
3.4架设耦合地线
耦合地线的作用主要有两个：一是增大避雷线与导线之间的耦合系数，从而养活绝缘子串两端电压的反击和感应电压的分量；二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用，使线路耐雷水平提高。对于110KV输电线路，不仅减少反击跳闸次数，也减少了一相导线绕击后再对另一相造成反击跳闸的机率。
3.5加强雷电监测
雷击闪络中单相闪络机会最多，闪络地点也是一基杆塔比较多见，但有时也有连续几基同时闪络，或相隔几基闪络的。所以，故障巡查时，不能只查到一个故障点就结束故障巡视，而应把全区段查完。对输电线路可以应用雷电定位系统，雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，为做好防雷工作提供保证。
3.6安装避雷线或绝缘避雷线
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。在多雷、地形复杂、无架空避雷线保护的地区，加装避雷线悬挂方式有两种，一种是直接悬挂于杆塔上，另一种是经过绝缘子与杆塔相连，即使避雷线对地绝缘。由于避雷线至各相导线的距离一般是不相等的，它们之间的互感就有些差别，因此，尽管在正常情况下三相导线上的负荷电流是平衡的，但在避雷线上仍然要感应出一个纵电动势。目前我国新设计的超高压线路，一般采用绝缘避雷线以减少能耗。避雷线虽然绝缘，但在雷击时，避雷线的绝缘在雷电先驱放电阶段即被击穿而使避雷线呈接地状态，因而不会影响其防雷效果。
3.7安装避雷针
由于线路弧垂原因，杆塔附近导线位置比较高，雷击导线多发生就近杆塔段，在输电线路杆顶安装避雷针，杆塔附近的雷会落在避雷针上，通过杆塔入地，减少导线遭雷击的次数。可选择在高山多雷地段安装双避雷针。
3.8装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%～95%，35kV及以下的线路成功率约为50%～80%。因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。
4结语
通过对35KV-110KV输电线路防雷的研究，到只要重视输电线路的防雷，加大对输电线路防雷的投入，提高输电线路防雷的科技含量，加强对雷电的监测和预防，加强输电线路的运行维护工作，输电线路防雷是“可控”的，降低其雷击跳闸率是完全可行的。
【关键词】输电线路 防雷措施 避雷线
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―361―01
1引言
随着经济的快速发展，对电网供电可靠性的要求越来越高。同时在电网的发展中，电网中的事故又以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击输电线路引起的事故率更高，带来巨大的经济损失。要保障线路安全运行，应对雷害原因进行有效的分析，确定雷击性质，并采取相应有效的防雷措施。
2雷害原因分析
输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道，导致线路绝缘击穿，这种过电压也称为大气过电压，可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道，从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷，因此雷击和接地装置的完好性有直接的关系。
输电线路感应雷过电压，对35KV及以下线路绝缘威胁很大，但对于110kV及以上线路绝缘威胁很小，110kV及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起，并且同接地装置的完好性有直接的关系。直击雷又分为反击和绕击，都严重危害线路安全运行。在采取各种防雷措施之前，应该对雷击性质进行有效分析，准确分析每次线路故障的闪络类型，采用针对性强的防雷措施，才能达到很好的防雷效果。
反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压，主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关，一般发生在绝缘弱相，无固定闪络相别，所以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻，加强绝缘，提高耐雷水平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压，主要与雷电流幅值，线路防雷保护方式，杆塔高度，特殊地形有关，主要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保护角，安装避雷器等。
实际运行经验表明：山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加，绕击率较高，平原、丘陵地区的线路则以反击为主。山区线路选择良好的防雷走廊，减小避雷线保护角，加强绝缘是最有效的防雷措施。对于平原，丘陵地区的线路降低按地电阻是最有效的防雷措施。
3防雷措施
输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能，降低线路的雷击跳闸率。在确定线路防雷的方式时，应综合考虑系统的运行方式、线路电压等级和重要程度、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率等自然条件，并参考当地原有线路的运行经验，经过技术经济比较，采取合理的保护措施。除架设避雷线措施之外，还应注意做好以下几项措施。
3.1接地装置的处理
高压输电线路耐雷水平随杆塔接地电阻的增加而降低。电压等级越高，降低杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。对土壤电阻率较高地区，应选择更换接地网形式和置换土壤的方法，达到降阻。在雷击多发区域，主网线路杆塔接地电阻应保证小于10Ω，山区也应小于15Ω。在雷雨季节前，对雷击多发区域线路应按规程要求的方法，进行杆塔接地电阻测量。
接地装置埋深，要求大干0.6 m，采用增大截面的接地引下线，引下线（热镀锌）表面要进行防腐处理。严格按照规程执行接地装置的开挖检查制度。重点检查接地装置的埋深、接头和截面的测量，对不合格的及时进行处理。降低杆塔接地电阻，还需要确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。
3.2加强线路绝缘水平
在雷电活动强烈地段、大跨越高杆塔及进线段，应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多，塔顶电位高，感应过电压大，受绕击的概率也较大，通过适当增加绝缘子片数，增大导线和避雷线间的距离，达到加强绝缘的目的。规程规定：全高超过40m的有地线杆塔，每增高10m应增加一片绝缘子。
3.3安装避雷器
加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相邻杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相邻杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生祸合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的祸合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。35KV线路因未沿全线架设避雷线，应在线路安装避雷器时应注意：（1）选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好在两侧相临杆塔上同时安装；（2）避雷器应顺杆塔单独敷设接地线，其截面不小于25mm2，尽量减小接地电阻的影响。
3.4架设耦合地线
耦合地线的作用主要有两个：一是增大避雷线与导线之间的耦合系数，从而养活绝缘子串两端电压的反击和感应电压的分量；二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用，使线路耐雷水平提高。对于110KV输电线路，不仅减少反击跳闸次数，也减少了一相导线绕击后再对另一相造成反击跳闸的机率。
3.5加强雷电监测
雷击闪络中单相闪络机会最多，闪络地点也是一基杆塔比较多见，但有时也有连续几基同时闪络，或相隔几基闪络的。所以，故障巡查时，不能只查到一个故障点就结束故障巡视，而应把全区段查完。对输电线路可以应用雷电定位系统，雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，为做好防雷工作提供保证。
3.6安装避雷线或绝缘避雷线
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。在多雷、地形复杂、无架空避雷线保护的地区，加装避雷线悬挂方式有两种，一种是直接悬挂于杆塔上，另一种是经过绝缘子与杆塔相连，即使避雷线对地绝缘。由于避雷线至各相导线的距离一般是不相等的，它们之间的互感就有些差别，因此，尽管在正常情况下三相导线上的负荷电流是平衡的，但在避雷线上仍然要感应出一个纵电动势。目前我国新设计的超高压线路，一般采用绝缘避雷线以减少能耗。避雷线虽然绝缘，但在雷击时，避雷线的绝缘在雷电先驱放电阶段即被击穿而使避雷线呈接地状态，因而不会影响其防雷效果。
3.7安装避雷针
由于线路弧垂原因，杆塔附近导线位置比较高，雷击导线多发生就近杆塔段，在输电线路杆顶安装避雷针，杆塔附近的雷会落在避雷针上，通过杆塔入地，减少导线遭雷击的次数。可选择在高山多雷地段安装双避雷针。
3.8装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%～95%，35kV及以下的线路成功率约为50%～80%。因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。
4结语
通过对35KV-110KV输电线路防雷的研究，到只要重视输电线路的防雷，加大对输电线路防雷的投入，提高输电线路防雷的科技含量，加强对雷电的监测和预防，加强输电线路的运行维护工作，输电线路防雷是“可控”的，降低其雷击跳闸率是完全可行的。