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摘 要：详细介绍了雷电的形成及其种类，对目前电网架空线路以及变电站的主要防雷措施的利弊进行细致分析，并根据雷击对电力系统破坏的机理，提出了对户外架空线路防雷措施改进的建议，说明了采用新的防雷技术可以有效地防止事故的发生，避免更大的经济损失。
关键词：电力系统；防雷技术；应用
1 雷电的形成及种类
雷电是普遍存在的自然现象。它一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，时常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。是由带电云层对地面建筑物以及大地的自然放电引起的。雷电会对建筑物或者设备产生极大的破坏，在放电区域，电流会高达几百甚至上千安培，电压可以达到数百万伏，破坏力十分巨大。
雷电的种类大致可以分为直击雷、球形雷、电磁脉冲、云闪这四种。其中直击雷和球形雷都会对人类和建筑物造成一定的危害，且直击雷的威力要远远大于球形雷。直击雷就是在云体上聚集很多电荷，大量的电荷与地面的突起物接近时，它们之间就会产生激烈的放电现象，并且在雷电放电的地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。而电磁脉冲也会对电子设备造成一定的影响，主要是受感应作用所致。云閃则是指在两块云之间或者某一块云的两边发生，所以相对于直击雷和球形雷来说给人类造成的危害最小。
2 电力系统的主要防雷措施
供电部门的防雷工作是极其艰巨的，设备一旦损坏就有可能促使整个电力系统瘫痪，造成无法挽回的损失。因此，在变电站设计的过程中，要重视变电站设备的安全稳定，确保供电的可靠性。下面就主要分析一些国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施：
2.1 高压防雷技术。电力装置通过裸导线架空线路的方式进行电力传输，而架空线路一般设置在离地面6～18m的空间范围内，这时雷电入侵波产生的雷电过电压会促使线路或者设备绝缘击穿，进而遭到破坏。利用高压防雷技术，通过给线路或者设备人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置，间隙的击穿电压比线路或者设备的雷电冲击绝缘水平低，在正常運行电压下间隙处于隔离绝缘状态，当雷电发生时强大的过电压使间隙击穿，从而产生接地保护，起到保护线路或设备绝缘的作用。
2.2 间隙保护技术。间隙保护就是变压器中性点间隙接地保护装置。线路大体的两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带电导线，另一极直接接地，间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，当电弧电流变小时可以自行熄弧，间隙保护技术的优点是结构简单，运行维护量小，而缺点则是当电弧电流大到几十安以上时就没法自行熄弧，保护特性一般，而且间隙动作会产生截波，对变压器本身的绝缘也不利。
2.3 避雷器保护技术。避雷器是一种雷电流的泄放通道，也是一种等电位连接体，在线路上并联对地安装，正常运行下处于高阻抗状态。当雷电发生时，避雷器将雷电电流迅速泄入大地，同时使大地、设备、线路处在等电位上，从而保护设备免遭强电势差的损害。避雷器技术当然也存在很多的缺点，由于避雷器的选用受安装地点的限制，其当受到雷击或者雷击感应的能量相当大，靠单一的避雷器件很难将雷电流全部导入大地而自身不会损坏。另外，间隙保护和避雷器技术都是靠间隙击穿接地放电降压来起到保护的作用，这两种防雷技术往往会造成接地故障或者相间短路故障，所以不能达到科学合理的保护作用。
3 对户外架空线路防雷改进措施
架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的关键环节，由于户外架空线路分布很广而且大都处在旷野、丘陵以及山地，所以很容易受到雷电的影响，发生雷击事故的概率也较高。因此针对户外架空线路的防雷提出一些改进措施：
3.1 架设避雷线。随着高压电技术的不断进步，户外架空输电线路的电压输送等级不断提高，输电线路架设高、距离长、穿越地形复杂很容易遭受到雷击破坏，避雷针的保护范围不够，所以采用接地的避雷线是户外架空输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。具体应该根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行的方式，并结合当地雷电活动的情况来进行设置，35kV线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设避雷线，另外还应该在雷电活动强烈的地区架设避雷线。线路电压越高采用避雷线的效果越好，所以110kV和220kV线路应该全线架设避雷线，山区等雷电活动强烈的地区应该采用双避雷线。同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，降低雷击率要尽量减小避雷线与导线的保护角。
3.2 架设耦合地线。避雷线本身就具有分流作用，对于一些经常遭遇雷击的线路，可以采取在导线下面外挂耦合线提高线路的防雷性能。耦合地线不仅具有降低接地电阻的作用而且还能有效的起到分流作用，所以架设耦合地线能够极大的降低线路的跳闸故障率。具体通过在输电线路上采用耦合地线，并且使耦合地线与导线间在档距中央应该保持足够的垂直距离，防治遇到大风、冰雹、雨雪时发生导线与耦合线相接处发生短路，或者雷击塔杆时发生反击导线事故。
3.3 预放电棒与负角保护针。预放电棒的作用原理是减小导线与地线的间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布，负角保护针可视为装在线路边导线外侧的避雷针，可改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针经常配合使用，具有一定的效果。另外还具有制作安装简单、维护方便、经济费用低等优点。
3.4 采用不平衡绝缘方式。目前在高压输电线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对于这种线路传统的防雷措施无法达到要求，应该采用不平衡绝缘方式来降低双回路遭受雷击同时跳闸的故障率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。
4 结语
雷电会严重破坏电力系统线路以及设备，电力设施在受益于最新电子技术的极大方便同时，也受到其一旦损坏就损失巨大的困扰。所以采用科学有效地防雷措施是电力系统防雷工作的关键所在。通过对现阶段国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施进行细致分析并且对户外架空线路的防雷措施提出了一些改进建议，强调了采取防雷改进措施的必要性，也只有正确的实施防雷技术，才能有效地确保防雷工作地可靠性。
参考文献：
[1]王峰.浅谈电力系统防雷技术及其应用[J].中小企业管理与科技，2010.
[2]彭仲源.防雷击地存在的问题和解决方法[J].电气工程，2008.
作者简介：
赵彦军，身份证号码：410728197606104019
关键词：电力系统；防雷技术；应用
1 雷电的形成及种类
雷电是普遍存在的自然现象。它一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，时常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。是由带电云层对地面建筑物以及大地的自然放电引起的。雷电会对建筑物或者设备产生极大的破坏，在放电区域，电流会高达几百甚至上千安培，电压可以达到数百万伏，破坏力十分巨大。
雷电的种类大致可以分为直击雷、球形雷、电磁脉冲、云闪这四种。其中直击雷和球形雷都会对人类和建筑物造成一定的危害，且直击雷的威力要远远大于球形雷。直击雷就是在云体上聚集很多电荷，大量的电荷与地面的突起物接近时，它们之间就会产生激烈的放电现象，并且在雷电放电的地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。而电磁脉冲也会对电子设备造成一定的影响，主要是受感应作用所致。云閃则是指在两块云之间或者某一块云的两边发生，所以相对于直击雷和球形雷来说给人类造成的危害最小。
2 电力系统的主要防雷措施
供电部门的防雷工作是极其艰巨的，设备一旦损坏就有可能促使整个电力系统瘫痪，造成无法挽回的损失。因此，在变电站设计的过程中，要重视变电站设备的安全稳定，确保供电的可靠性。下面就主要分析一些国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施：
2.1 高压防雷技术。电力装置通过裸导线架空线路的方式进行电力传输，而架空线路一般设置在离地面6～18m的空间范围内，这时雷电入侵波产生的雷电过电压会促使线路或者设备绝缘击穿，进而遭到破坏。利用高压防雷技术，通过给线路或者设备人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置，间隙的击穿电压比线路或者设备的雷电冲击绝缘水平低，在正常運行电压下间隙处于隔离绝缘状态，当雷电发生时强大的过电压使间隙击穿，从而产生接地保护，起到保护线路或设备绝缘的作用。
2.2 间隙保护技术。间隙保护就是变压器中性点间隙接地保护装置。线路大体的两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带电导线，另一极直接接地，间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，当电弧电流变小时可以自行熄弧，间隙保护技术的优点是结构简单，运行维护量小，而缺点则是当电弧电流大到几十安以上时就没法自行熄弧，保护特性一般，而且间隙动作会产生截波，对变压器本身的绝缘也不利。
2.3 避雷器保护技术。避雷器是一种雷电流的泄放通道，也是一种等电位连接体，在线路上并联对地安装，正常运行下处于高阻抗状态。当雷电发生时，避雷器将雷电电流迅速泄入大地，同时使大地、设备、线路处在等电位上，从而保护设备免遭强电势差的损害。避雷器技术当然也存在很多的缺点，由于避雷器的选用受安装地点的限制，其当受到雷击或者雷击感应的能量相当大，靠单一的避雷器件很难将雷电流全部导入大地而自身不会损坏。另外，间隙保护和避雷器技术都是靠间隙击穿接地放电降压来起到保护的作用，这两种防雷技术往往会造成接地故障或者相间短路故障，所以不能达到科学合理的保护作用。
3 对户外架空线路防雷改进措施
架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的关键环节，由于户外架空线路分布很广而且大都处在旷野、丘陵以及山地，所以很容易受到雷电的影响，发生雷击事故的概率也较高。因此针对户外架空线路的防雷提出一些改进措施：
3.1 架设避雷线。随着高压电技术的不断进步，户外架空输电线路的电压输送等级不断提高，输电线路架设高、距离长、穿越地形复杂很容易遭受到雷击破坏，避雷针的保护范围不够，所以采用接地的避雷线是户外架空输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。具体应该根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行的方式，并结合当地雷电活动的情况来进行设置，35kV线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设避雷线，另外还应该在雷电活动强烈的地区架设避雷线。线路电压越高采用避雷线的效果越好，所以110kV和220kV线路应该全线架设避雷线，山区等雷电活动强烈的地区应该采用双避雷线。同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，降低雷击率要尽量减小避雷线与导线的保护角。
3.2 架设耦合地线。避雷线本身就具有分流作用，对于一些经常遭遇雷击的线路，可以采取在导线下面外挂耦合线提高线路的防雷性能。耦合地线不仅具有降低接地电阻的作用而且还能有效的起到分流作用，所以架设耦合地线能够极大的降低线路的跳闸故障率。具体通过在输电线路上采用耦合地线，并且使耦合地线与导线间在档距中央应该保持足够的垂直距离，防治遇到大风、冰雹、雨雪时发生导线与耦合线相接处发生短路，或者雷击塔杆时发生反击导线事故。
3.3 预放电棒与负角保护针。预放电棒的作用原理是减小导线与地线的间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布，负角保护针可视为装在线路边导线外侧的避雷针，可改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针经常配合使用，具有一定的效果。另外还具有制作安装简单、维护方便、经济费用低等优点。
3.4 采用不平衡绝缘方式。目前在高压输电线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对于这种线路传统的防雷措施无法达到要求，应该采用不平衡绝缘方式来降低双回路遭受雷击同时跳闸的故障率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。
4 结语
雷电会严重破坏电力系统线路以及设备，电力设施在受益于最新电子技术的极大方便同时，也受到其一旦损坏就损失巨大的困扰。所以采用科学有效地防雷措施是电力系统防雷工作的关键所在。通过对现阶段国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施进行细致分析并且对户外架空线路的防雷措施提出了一些改进建议，强调了采取防雷改进措施的必要性，也只有正确的实施防雷技术，才能有效地确保防雷工作地可靠性。
参考文献：
[1]王峰.浅谈电力系统防雷技术及其应用[J].中小企业管理与科技，2010.
[2]彭仲源.防雷击地存在的问题和解决方法[J].电气工程，2008.
作者简介：
赵彦军，身份证号码：410728197606104019