论输电线路防雷保护及新方式

发表时间：2020-10-26T03:18:47.855Z 来源：《中国科技人才》2020年第19期 作者： 帕提古丽?吐尔逊 毕钰

[导读] 在电网运行中，雷电是导致电网故障主要自然因素，而且输电线路有着较长里程，作为电力空中运输通道，更易因雷击而触发保护跳闸，严重破坏供电可靠性，同时变电站内设备也会受到雷电的损害，因此，供电企业应意识到防雷防护的重要性，有效降低雷电对输变电设备运行安全的影响。下面将针对输电线路及变电站运行中的防雷措施展开详述。国网乌鲁木齐供电公司 乌鲁木齐 830011

摘要：现如今，我国处在经济迅猛发展的新时期，电力能源已经成为最重要的资源之一，输电线路是电能输送的高速公路，担负着将发电厂生产的电能，经过变压器后输送到用户的重任。架空输电线路网络分布较广，地处旷野高山，易遭受雷击，架空输电线路往往经过的地形复杂，穿山越岭、纵横千里，遭受雷电袭击的机会非常大。一条100km长的架空输电线路在一年中往往会遭到数十次雷击。线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能减小线路雷害事故的次数及其带来的损失。

关键词：高压输电线路；防雷保护；方式 引言

在电网运行中，雷电是导致电网故障主要自然因素，而且输电线路有着较长里程，作为电力空中运输通道，更易因雷击而触发保护跳闸，严重破坏供电可靠性，同时变电站内设备也会受到雷电的损害，因此，供电企业应意识到防雷防护的重要性，有效降低雷电对输变电设备运行安全的影响。下面将针对输电线路及变电站运行中的防雷措施展开详述。 1雷击对输电线路的危害及作用方式

雷击即带电云层对大地放电时对中间建筑物及电气电子设备造成损害的过程，而高压架空输电线路作为近地空中建筑，其遭受雷击的强度和频率之高不言自明。雷击对于世界范围内的高压输电线路的影响和危害都是十分严重的，轻则导致输电线路的绝缘子发生闪络而引起输电线单相接地或者跳闸，造成对用户供电的短暂中断；重则由于雷击电流在输电线路中形成雷电进行波在线路中传播，导致避雷器爆炸或者破坏主变压器的绝缘保护设施，进而对用户供电造成长时间的中断。此外，在特定情况下的雷击会在输电线路中产生一定强度的电流，但其产生的电压值小于绝缘子串的绝缘值，只降低绝缘子的绝缘值而不会直接造成绝缘子闪络，但是会削弱输电线路后续的抗雷击能力。雷电对高压输电线路的危害主要由雷电冲击波电流产生的过电压导致，雷击在输电线路或杆塔和避雷线上引起的过电压主要可分为直击雷过电压和感应雷过电压，前者主要由雷电直接击中高压输电线路产生，后者则主要由雷电击打在避雷线及杆塔上对高压输电线路产生感应电流而形成。其中，雷电直接或者绕开避雷线而击中输电线即为直击或绕击，此时雷电流会在输电线中直接产生高压电流而导致绝缘子串发生闪络；雷电击中避雷线或者杆塔等设施称为反击，由于所产生的高压电流不能及时疏导而在输电线路形成高压差，进而造成绝缘子闪络的发生。

2输电线路防雷保护及新方式 2.1绝缘避雷线设计

输电线路的绝缘避雷线通常具备良好的防雷能力，其能够对线路进行充分的保护。避雷线可以通过载波通信的方式减少电线短路的情况。避雷线因为作用与能力的不同，其安装方式有两种，一种为将避雷线直接在杆塔上安装，另一种为将避雷线穿过绝缘子，然后再连接杆塔。线路的电压与绝缘水平、避雷效果呈正比关系，如，当额定电压为60kV时，一般线路处于30~60kA之间，保护段为60kA；而当额定电压为110kV时，一般线路处于45~75kA之间，保护段为75kA；当额定电压为500kV时，一般线路处于130~170kA之间，保护段为170kA，所以设计人员应当以此进行防雷设计，控制好三者之间的关系。此外，在进行线路避雷线设计时，还应考虑线路的负荷特性、系统运行方式、地形地貌特点等因素，并参考当地已建成线路的运行维护经验。 2.2雷电侵入波的防护

1）合理配置避雷器为降低线路雷电侵入波的影响，避雷器是最为常见的措施，可显著提高站内设备抗雷电干扰的能力，然而其对于安装环境有要求，要严格依据有关电力设施安装规定进行布置，起到分摊雷电冲击电流的作用。避雷器经多年发展也有很大改善，从最先的阀型避雷器到氧化物避雷器，抗雷击性能得到显著的改善，并且氧化物避雷器已逐渐普及，但也要注意避雷器设备的合理规划和安装设计，与站内电气设备相配合，尽可能的确保其避雷效果，2）进线段防护措施所谓进线段，通常是指以变电站为中心两千米范围内的线路部分。在进线段设置避雷线有助于雷电波电流峰值的有效抑制，提高站内设备及线路的安全性。一旦雷电侵入波过大，超出避雷器耐受范围，会使得站内设备遭雷击损坏。所以，在变电站进线段区域内还要合理的布置避雷器设施。通常对于不同的输电线路，因其所具备的绝缘及耐雷水平有一定的区别，其所采用的避雷器设备也有较大差异。既要保证避雷器设置的合理性，对于雷电侵入波方能起到作用。对于线路杆塔的布置要考虑到接地电阻，可通过增大与土壤接触而降低其雷击电流回路的电阻。对于避雷器的规划也要考虑到其类型的差

异性，通过优化避雷器材料，使其对雷电环境有更高适应性。避雷的关键还在于电阻数值的降低，天气变化及土壤特性均对避雷特性有影响，所以在避雷设施设计中要着重考虑天气及土壤等因素，对变电站进线段避雷保护进行科学的规划，充分发挥其对于站内电气设备的保护作用。

2.3\"疏导式\"防雷保护

我国避雷设施的核心策略为努力提升线路的雷电抵抗能力，降低雷电跳闸带来的威胁。电网企业将雷电跳闸率作为衡量防雷措施效果的重要标准，防雷保护较多的采用\"堵塞型\"防雷方式，这种方法主要应用在电源较少，电网薄弱的环境中，但是在一些电源较多的线路中使用效果却并不理想。所以，基于线路运行维护经验，技术人员根据间隙防雷的特点再次提出了\"疏导型\"的防雷保护措施，允许线路存在一定的跳闸情况，将间隙设备与绝缘子进行连接，引导工频电流，保护绝缘子的完整性，减少雷击事件的危害。 2.4稳压运行措施

1）加装线路避雷器。相比于其他避雷装置，避雷器不会过多地受到地形差异的影响，特别是在强烈且频繁的雷击活动地区，或者土壤具有极高的电阻率地区，避雷器都可以给高压输电线路提供稳定的保护。对于加装避雷器的线路，在其遭受雷击时，雷电流将通过杆塔进入大地或者通过避雷线流入相邻杆塔；当过电压大于避雷器的触发电压时，避雷器则对雷电流进行分流，大部分雷电流经避雷器流入线路导线，提高其电位并降低塔顶与导线之间的电位差，使得绝缘子串不发生闪络而跳闸。线路避雷器一般分无间隙型和带串联间隙型两种，前者能够和导线直接相连，是电站型避雷器的升级，对吸收冲击能量具有较高的可靠性；后者则借助空气间隙和导线实现连接，但必须在雷电流的作用下才能够承受工频电压，使用的可靠性相对较高且寿命长，应用较广泛。2）安装自动重合闸。对大多数遭受雷击发生跳闸的输电线路，由于雷击形成的工频电弧和冲击闪络都会很快游离消散，从而对高压输电线路具有一定的保护作用，因此要提升高压输电线路的抗雷击能力，进行自动重合闸的安装尤其必要。 结语

由此可见，随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电能已经成为不可缺少的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中，如何防雷显得十分重要，防雷击新技术的研究已经取得了很大的发展，线路防雷的保护措施会越来越多。在实际应用中，输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。如在高原山区，雷击次数多，而且地形越恶劣的环境越严重，经验表明采用单一的避雷器不能产生很好的避雷效果，但是如果配上新技术无源电晕场驱雷器防雷装置就可以大大降低雷击率和线路跳闸率，所以在输电线路中无源电晕场驱雷器装置既可以在平原应用还可以应用在地质恶劣的山上。 参考文献：

[1]胡毅.输电线路大范围病害事故分析及对策[J].高电压技术，2005，31（4）. [2]王利国.110kV及35kV送电线路的防雷措施[J].广西电业，2007（4）.