李志强

摘要：架空输电线路在雷电活动时，容易由于反击雷或绕击雷导致线路跳闸。本文阐述了雷电过电压的种类，对雷击跳闸事故的特点进行了分析，指出防雷措施的重点区域。最后介绍了几种防雷措施，如降低杆塔接地电阻、提高杆塔绝缘配置、减小避雷线保护角等，对改善输电线路的防雷水平具有实际参考作用。

关键词：雷击；输电线路；杆塔；防雷措施

雷电是雷云放电所引起，其中对输电线路危害最大的为雷云对地放电。雷云对地放电的过程分为先导放电、主放电以及余光放电三个过程，其中主放电过程中瞬时电流最高可可达数百千安。雷电会引起附近的电力设备发生过电压，对设备的绝缘造成巨大的威胁，很容易发生跳闸停电甚至设备损坏的严重后果。本文对输电线路遭受雷击跳闸进行了分析，介绍了几种常用的改善输电线路耐雷性能的措施。

1 架空输电线路遭受雷击跳闸的分析

雷击是导致线路跳闸的主要原因之一，线路跳闸的原因不但与当地雷电活动的频率有关，还与输电线的绝缘配置、当地的地形地貌等因素有关。为采取合适的防雷措施，则需要总结本地的雷击跳闸特点。统计肇庆地区输电线路的雷击跳闸情况：从地形的角度分析，山区发生输电线路雷击跳闸事故占总故障数的52%，丘陵地区发生输电线路雷击跳闸事故占总故障数的34%。从以上数据可知，对于肇庆电网，山区及丘陵区的输电线路因作为本地防雷保护的重点区域。从雷击故障类型的角度分析，对于110kV输电线路，由于反击雷造成输电线路跳闸的次数占总跳闸事故的70%；对于220kV输电线路，由于绕击雷造成输电线路跳闸的次数占总跳闸事故的63%。也就是说，对于110kV输电线路，雷击跳闸事故的原因主要是因为反击雷；而220kV输电线路雷击跳闸的主要原因是绕击雷。从绝缘子种类的角度来分析，使用复合绝缘子的输电线路，遭受雷击跳闸事故的次数高于瓷质绝缘子。从杆塔类型的角度来分析，直线杆塔发生雷击跳闸事故的次数明显高于耐张杆塔。从上述分析中可以看出，对于某地区采取防雷措施的重点区域在哪。

2 110kV输电线路防雷措施

1）降低杆塔接地电阻。

容易发生雷击跳闸事故的110kV架空输电线路大多处于山区、丘陵地区，而这些区域的土壤电阻率一般都较高，常规的降阻措失可能不能够满足运行需求。本文介绍一种新的降阻措施，即空腹注水式接地装置，装置结构图如下图所示。

该装置的降阻原理为：通过球形结构增大与土壤之间的接触面积，使得雷电流可以更加快速地泄入大地。在装置中注满水，水分再通过装置的渗水孔向装置附近土壤渗透，以保持周围土壤的湿度，以降低土壤电阻率。在雷雨季节，雨水可以通过渗水孔从土壤中返渗回装置内部，从而使得降阻措施能够长效保持。这种装置适用于土壤电阻率较高的岩石区域，施工方法简单，成本较低，与传统降阻措施配合使用将提高降阻效果，提高输电线路的防雷水平。

2）提高杆塔绝缘配置。

通过提高杆塔绝缘配置，能够大幅提高输电线路对反击雷及绕击雷的耐雷水平，同时它还具有安装简单、成本较低的优点。现阶段提高杆塔绝缘配置的主要方法为增加绝缘子串的片数。对于重要线路或者雷击活动较高的地区，优先使用玻璃绝缘子。当绝缘子串在原来的基础上增加1到2片绝缘子时，线路的保护角也会相应减少，进一步提高输电线路防止绕击雷的能力。近些年复合绝缘子由于其质量轻、体积小，并且具有良好的防污性能，在输电线路中取得了广泛应用。但是由于其材料性能的限制，其耐雷水平相对其他种类的绝缘子串较低。在雷电活动频繁的地区，不宜使用复合绝缘子串。在进行防雷改造的过程中，复合绝缘子串需采取增加其爬电距离的措施。另外，防污闪也是提高绝缘性能的重要措施。

3）减小避雷线保护角。

对于110kV的重要输电线路，全线都应架设双避雷线，110kV输电线路避雷线的保护角一般不超过20度。对于山区地区，由于地形因素的影响，线路杆塔的保护角可能会增大，导致避雷线的屏蔽作用失效。所以根据输电线路附近的地形及重要度，可以适当降低避雷线的保护角。

4）加裝线路避雷器。

线路避雷器具有良好的伏安特性，在杆塔与导线之间的电位差大于绝缘子串的击穿电压时动作，将雷电流泄放以限制雷电过电压的幅值，避免了绝缘子串发生闪络以及线路跳闸事故的发生。选择带串联间隙的线路避雷器，一方面能够延长避雷器的使用寿命，另一方面也能够提高其防雷效果。在安装线路避雷器时，因考虑线路杆塔的塔型、容易遭受雷击故障的类型等因素来确定避雷器的安装位置。例如防止110kV单回架空输电线路的反击雷故障时，则需在线路的三相导线上，全部安装避雷器。

5）架设耦合地线。

通过在110kV输电线路的导线下方架设一条耦合地线，利用地线与导线之间的耦合作用，增加了对导线的屏蔽作用，能够同时提高输电线路的反击耐雷水平及绕击耐雷水平。不过若要增加耦合地线，则需要重新设计感塔的高度，并且受到地形条件的限制，在施工过程中难度也较大，因此在进行防雷改造时需要通过经济技术对比进行验证。

3 总结

本文介绍了雷电过电压的种类及雷击跳闸的特点，提出了几点110kV输电线路防雷措施，如降低杆塔接地电阻、提高杆塔绝缘配置、减小避雷线保护角、加装线路避雷器、架设耦合地线等。在提高输电线路防雷能力的过程中，需考虑各种因素，多种防雷措施综合使用，才能更有效地提高输电线路的防雷能力。

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