防雷技术在输电线路设计中的应用

1、    防雷技术在输电线路设计中的应用    张元庆摘 要：电力行业的全面革新带动了我国经济发展，已成为我国经济发展的支柱型产业，其中输电线路的设计与安装对电力企业的发展尤为重要，但输电线路在实际安装过程中由于一些自然因素常会导致安全事故的发生，或由于雷电对输电线路的破坏较为严重。本文对高压线路遇雷故障进行分析，并从输电线路安装时采用科学、合理的防雷技术提升线路运行安全着手，以改善输电线路的防雷能力，供参考。关键词：防雷技术；输电线路；应用前言输电线路运行安全性是电力企业发展过程中最为重要的部分，其作为电能传输的重要媒介，对线路的稳定运行尤为重要。此外，

2、若输电线路等级较高时，由于线路架设较高在较大程度上增加雷电破坏的几率；所以，在此基础上电力企业采取有效的防雷技术避免自然灾害对输电线路造成的不利影响，不但能够提升电力企业输电线路的稳定性，且对电力企业的未来发展具有重要意义。1 雷电对输电线路的危害1.1 雷电的高热效应雷电会产生较高的高热能量，在放电时传到输电线路中，并将高热效应转换为高电流，在较大程度上对输电线路的正常运行造成破坏，严重者甚至融化线路中的金属，或将将杆塔中的金属融化，对电网系统的稳定运行造成极大威胁。1.2 雷电的高压效应雷电在放电时会产生较高的高压，甚至可高达10万伏以上，若电击点在输电线路上，将导致金属设备与电气设备瞬间

3、遭到破坏，使线路出现跳闸、短路以及烧毁等故障问题，甚至造成输电线路出现起火等现象，大大影响电力企业的发展及加大输电线路的维护成本。1.3 雷电的电磁感应雷电不但能产生高热与高压，并且还伴随着电磁效应，使输电线路变成交变电磁场，大大增加线路中的电流。由于线路无法承载过高的电流，会导致输电线路出现烧毁的情况，在对输电线路造成较大的影响的同时，加大了后期的维修难度。2 防雷技术原理防雷技术的选择与应用需根据雷电形成的特点进行科学的选择，这就需要对防雷技术与雷电放电原理进行系统分析，产生雷电的主要原因是由于人们生活的环境中充满了水蒸气，若上升气流与大气结合在一起时，不同电荷会包围水珠，并在气流的作用下

4、形成带正负电荷的云层，此带电荷的云层叫做雷云。雷云向地面放电的过程主要有先导放电阶段和主放电阶段两个阶段。其中，先导放电阶段是因电荷累计到一定程度时，使气体中的绝缘体发生了改变，形成了先导放电，在先导放电过程中会将电压瞬间升高1。此外，若大气中的电荷运动时，会形成主放电阶段，此放电时间比较短，但放电电流相对较高，对地面的建筑物有较大的破坏性，之后电流波和电压波通过放电通道进行入雷击点，若气体介质在电场的作用下导致电解质中一些带电的质点数量和移动速度达到最大值时，会改变电介质的属性，使其具有一定的通电性质。根据雷电放电原理可对放电系数进行有效分析，对雷电流幅值与地面落雷密度值进行计算，以此准确计

5、算出输电线路与避雷线的耦合系数，并将计算出的值应用在防雷技术设计中。3 输电线路引发雷电的原因3.1 地理环境一般情况下，山区发生雷电几率较高，尤其是深山与沿海地区，主要是因山区地域起伏较大，并且气流相对不稳定，同时雨水较为丰富，这就导致输电线路的设计会受到一定的影响，为此在进行输电线路安装与设计时需要综合考虑地理环境因素对输电线路的影响。3.2 线路杆塔高度雷击主要是使大地感应电荷和雷云中的电荷，其电压一般通过杆塔进行放电，击穿线路，主要需注意以下方面：导线闪烁程度主要是由于线路间距不均衡所造成，若增加塔身电流和电感程度，则反击电压与电路会相应的减少。3.3 土壤电阻率杆塔与接地电阻有着密切

6、的联系，其中地形较为复杂的区域，在进行输电线路安装时需要注意安装重点，一般情况下将重点放于岩石与土壤的分层中；此外，在一定情况下塔顶会受到雷击，主要是因接地电阻相对较小，导致反射现象的发生，可以通过降低接地电阻来避免雷击2。4 防雷技术在输电线路中的应用4.1 在线路上装置避雷器在输电线路中安装避雷器后，能够有效的将电流实施分流，一部分进入到地下，一部分导入到塔杆中。此外，若电流超过一定数值后，避雷器会对电流产生一定的分流作用，当避雷器中电压降到50%时，留存的电压不会对线路产生威胁，是由输电线路受到雷电侵袭时，避雷器会将一部分电流传入塔杆中，而雷电流通过磁感应效果以此将电位推高，使电位差加大

7、，从而起到防雷的效果。4.2 选用合理的输电线路路径由于我国地域辽阔，且不同地域的气候与地形具有较大的差异性，从而出现雷击的概率在一定程度上也有着较大差异；因此，架设输电线路时，为了保证线路的安全运行需最大程度避开雷击区域，一般情况下需避开以下几个区域3：（1）山川峡谷区域；（2）地下导电矿物较多以及水位相对较高的区域；（3）潮湿低洼盆地，特点是有较多丛林与山脉区域；（4）电阻率突变率较高的区域。4.3 架设耦合地线在接地电阻难以进行降低时，需在导线下端进行地下铺设，以最大程度上对雷电流进行分流，降低绝缘子串两头的感应力度，并在一定程度上降低反擊电压分量。由此可看出，架设有效的耦合地线，能够保

8、证雷击期间线路可以通过瞬间跳闸来避免雷击的危害。4.4 自动合闸系统的应用自动合闸技术主要是应用自动合闸系统，在最大程度上减少雷击对输电线路造成的危害，够提高线路的安全性。此外，自动合闸技术可保障输电线路在雷电期间可进行自动关闭，以此降低对线路造成的不利影响。4.5 减小接地电阻避雷器的使用有着其一定的弊端，因此需对接地电阻进行有效的调整，比如通过爆破技术改变导电性能，以此降低接地电阻；或应用降阻剂放置于铁塔附近，以此来降低接地电阻。结语综上所述，为了避免输电线路在运行过程中遭受雷电破坏，提升电力企业输电线路中的运行安全。通过积极应用合理的防雷技术在输电线路中，在提升输电线路运行质量的同时，大大提高电力系统的工作效率，为我国电力企业的发展奠定良好基础。参考文献：1叶晓东. 输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究j. 中国高新技术企业， 2011（33