架空输电线路防雷措施研究

1、架空输电线路防雷措施研究摘 要： 随着电力事业的快速发展，对电网及电力系统 的保护作用显得越来越重要。作为电力系统的关键部分，架 空输电线路要能够经受在长时间户外的暴露的情况下抵抗 住外界环境的侵蚀，尤其是对于外界不良因素的损害的抵 抗，这些自然灾害中损害最为严重的就是雷击。架空输电电 路的防雷工作是保证电力系统稳定运行的重要措施。介绍架 空输电线路雷害的过程探讨架空输电线路防雷的具体措施。关键词：架空输电线路；雷击；措施；分析架空输电线作为电力系统的重要组成部分，在整个电力系统中起到了至关重要的作用，但是由于自身暴露于自然之 中，大多数处于高山、丘陵等野外地区，输电线路长，所以 无法避免一些

2、环境因素对架空输电线路产生的损害，加大可 能遭遇雷击。为了保证电力系统的稳定、安全运行，就要对 架空输电线路的防雷措施进行探讨，这样才能满足用户的供 电需求。1架空输电线路雷击事故的形成在整个电力系统及电网中，架空输电线路遭遇雷击的几率是最大的，一般而言，电力架设遇到雷击事故的情况比较 多见，通常会遇到四个阶段，首先是雷电过电压的作用在输 电线路上，然后是输电线路发生闪络。紧接着转变为工频电 压，而且较为稳定，最后就是线路跳闸停止供电。由于雷击 线路后，雷电波会进入到变电站中，直接会影响变电站的整 体供电状况，所以要限制输电线路雷击过电压，确保电力系 统的安全、稳定的运行。所以要在架空输电线路

3、上建立'四 道防线”，分别为：首防输电线路不受直击雷、然后是输电 线路的闪络不要发生，第三是电线路不要产生稳定工频，最 后是线路不要跳闸。2架空输电线路的防雷保护措施2.1常用的防雷措施1）架设避雷线。避雷线是最有效也是最直接的防止雷 击的方法，能够对雷电流进行分流，从而降低了塔顶的电位, 同时对导线具有屏蔽的作用，降低了在输电线路上的感应电 压，减小了雷击的可能性。一般规定在220kv按以上的等级 电压全部都要安装避雷线，在一些特殊的地区110kv线路也 要安装避雷线。在架设避雷线的过程中为了提升对导线的屏 蔽作用，要确保避雷器对导线的保护角不能大于20度。在 500kv以上电压等级

4、的输电线路架设避雷线的时候，保护角 要在15度以下。目前国内有很多的防雷专家都对于线路防雷做过研究， 对于避雷针能够在多大的距离中对于线路的雷击进行防范， 结论并不一致，但是比较可信的就是是英国出台过类似法规 中，有科学报告称，避雷针不能对于线路所在的区域内进行 完整的保护，也就是说范围可定，但是不确定整个范围内都 能够避免雷击，而德国防雷法规则中对于避雷针保护的线路 范围的规定是通过实例来分析的，对于历年来的德国线路在 雷击中造成的事故，各种雷电的不同，各种避雷针的不同所 导致的保护范围的问题展开实例的探讨，虽然范围还是不恒 定，但是至少对于雷击的种类等在规则中都有意识地进行了 分析；美国科

5、学家则从实验中，得到线路遭到雷击后，因为 装带的避雷针有引雷作用，所以雷击的次数就提高了，在强 大的雷电流沿针而流入大地过程中，雷电流周围形成的磁场 会产生截应过电压，它与雷电流的大小及变化速度成正比， 与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感 应或电磁干扰的屏蔽作用，不能达到有效屏蔽，使被保护区 内的弱电设备因感应过电压而损坏。2）架设耦合地线。耦合地线可以起到分流和耦合的作 用，在很大程度上提升了输电线路的抗雷击的水平。架设耦 合地线要在导线的下方，着就相当于降低了杆塔的高度，从 而减少了绕击率。在避雷线与耦合地线双重作用下，就避免 了在危险的环境下导线受到侧击的事故。但是要注

6、意在耦合 地线的使用过程中由于将雷击分流所以引起大气电场的变 化，在终端的杆塔遭遇雷击的可能性就会提升，所以在架设 耦合地线的过程中要尽量降低终端杆塔的接地电阻，同时还 要增加一片绝缘子。这种方法一般适用于丘陵、山区等地方, 防止导线交叉跨越对供电系统产生的影响。强大的雷电流沿 着避雷针然后流入地中，这个过程中周围产生强大的电磁 场，对于微波通信等产生很大的误差，而且强大的电磁场会 导致金属开口的接触不良处放电而导致引燃引爆易燃易爆 物。更常见的则是引起微电子设备（通信设备，计算机设备 等）的失灵与损坏。所以在此过程中更加要小心的处理好雷 击的事故。3）安装线路避雷器。输电线路的避雷器有两种，

7、包括 串联间隙型和无间隙型，在很多国家已经得到了广泛的使 用，并且安装在输电线路中起到了很好的避雷效果。通过引 进国外先进的技术，我国也相继研制出了 100kv、550kv、 500kv的复合外套金属氧化物避雷器。通过在实际中的应用， 取得了良好的效果。串联间隙型避雷器包括固定间隙和纯空 气间隙两种，输电线路在遭遇雷击后，避雷器本体会发生动 作，就会降低在线路上雷击的损害程度。由于在实际当中该 线路避雷器的使用成本比较高，所以主要安装在雷电活动较 强的地段和接地电阻有困难的易击地方。2.2输电线路防雷保护新技术1）新型的输电线路结构。在国内常使用的避雷线和耦 合地线等几种方法的经验基础之上，我

8、国正在大力开展新型 输电线路杆塔结构的研究。主要的创新点在于加装两根避雷 线，主要的作用就是将5平行系统改为7平行系统。这种新 型的系统在实际的使用当中能够增加对雷电流分流的作用， 降低了雷击对输电线路的损害程度，提高了输电线路的防雷 性能。杆塔通过改造在高度上增加了 10%-20%左右，所以在 投资上如果是单回线路还是可行的。2）保护间隙。在国外绝缘子串的保护间隙已经有很成 熟的技术，比如在德国保护间隙称为引弧保护装置，被广泛 的应用中在输电线路的防雷保护当中，但是在我国的应用却 非常的少，只是使用在220kv及以下的特殊地区的输电线路 上使用，比如在南京大胜关跨越先期运行的220kv电路。在 日