吕智

摘 要：随着我国经济的不断发展，对电力的需要量不断增加，为了有效满足电力供应的要求，各种电力工程越来越多，尤其是各种山区超高压输电工程数量和规模不断得到增长。由于山区环境的特殊性，在这些超高压线路实际工作的过程中，非常容易遭受到雷击的危害，对各种电力设备和其中仪表设备的正常工作，造成非常大的影响，甚至造成电力设备的损坏。为此，文章对山区超高压输电线路运行中新型防雷措施及其效果进行探讨，希望对促进我国电力事业的发展，可以起到有力的作用。

关键词：山区；超高压输电线路；新型防雷措施

中图分类号：TM863 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0131-02

Abstract： With the development of economy in our country， the demand for electric power is increasing. In order to meet the demand of electric power supply effectively， more and more electric power projects are needed， especially the number and scale of EHV transmission projects in mountainous areas. Because of the particularity of the mountain environment， in the actual working process of these EHV lines， it is very easy to suffer from the harm of lightning strike， which has a very great impact on the normal work of all kinds of power equipment and its instrumentation equipment and even caused damage to electrical equipment. Therefore， this paper will discuss the new lightning protection measures and their effects in the operation of EHV transmission lines in mountainous areas， in order to play a strong role in promoting the development of power industry in our country.

Keywords： mountain area； EHV transmission line； new lightning protection measures

1 概述

山區超高压输电运行管理一直是输电工作中的难点，在其实际运行的过程中，由于线路地势位置比较高，因此非常容易遭受到雷击的伤害，会直接引起雷击跳闸事故，对输电线路的正常运行，会造成非常大的影响。在传统防雷措施的采用过程中，虽然可以有效降低雷击造成的各种事故发生率，但还是不能完全避免。随着技术的不断发展，出现了一些新型的防雷技术，通过积极将这些技术应用到实际的山区高压输电防雷工作中，可以起到比较好的防雷效果[1]。

2 雷电的成因和主要形式

雷电是一种正常的自然现象，在夏季时非常多见，地面的热空气携带大量的水汽不断上升到高空，非常容易形成积雨云，其中往往聚集着大量的正电荷或者负电荷，非常容易形成雷雨云。由于受到高空电荷的影响，在云底也会感应出反极性的电荷。经过内部持续的碰撞，上层的正电荷量越来越大，下层的负电荷量也持续增加，两层之间的电场强度也在不断增加，当电场强度超过一定的值后，就容易引起强烈的放电现象，形成雷云中放电，这就是所谓的雷电[2]。

雷电按其作用形式分为直击雷和感应雷。直击雷造成的危害往往比较直观，会引起燃烧和火灾等现象。为了有效防止该现象的产生，可以采用避雷针、避雷器、避雷带、避雷网等来进行防护。感应雷其影响没有那么直接，但其发生几率也依然很高，各种形式的雷电，都有可能会引发感应雷。感应雷在发生的瞬间，会在局部空间内，感应出强度比较高的磁场，当磁场强度超过一定的值，就会造成电气设备的损坏，甚至造成永久性的损坏，严重影响到设备的稳定运行，直接会造成通讯设备的中断。在仪表自动化系统的防雷中，主要是预防感应雷的发生，其危害最大，往往会直接造成系统的瘫痪甚至失灵[3]。

3 山区超高压输电线路新型保护措施

对于山区超高压输电线路来说，由于海拔位置较高，山体的坡度较大，常规的防雷措施效果往往不是那么显著，对绕击雷防范作用更是有限，雷击事故率往往较高。通过相关研究人员最近几年不懈的努力，现在出现了一些新型的防雷措施。

合理对输电线路的绝缘配合。在绝缘配合的选择过程中，一定要合理考虑各种电气设备的耐压等级、保护装置的特性和设备的耐压特性，有效确定设备的必要绝缘等级。（1）架空送电线路的绝缘配合设计，这可以有效解决杆塔和档距中央各种可能放电途径的绝缘选择和它们之间的相互配合问题。其通常包括对杆塔进行合理的绝缘配合设计、档距中央导线及避雷线间的绝缘配合设计、做好档距中央导线对地和各种被跨越物的绝缘配合设计、做好档距中央不同导线之间的绝缘配合设计。（2）对绝缘串片的数量进行合理选择。为了保证绝缘子可以满足其输电的具体要求，要求其具有一定的强度，其电气绝缘强度也应该满足实际的使用要求，对绝缘片子数量的选择，应该让其满足操作过电压的要求。通过长期的研究发现，耐张绝缘子串的电气强度要比悬垂绝缘子串的要高一些，因此在实际使用过程中，同一电压等级的耐张绝缘子串应该比悬垂绝缘子多1到2片。

雷电定位系统的使用。根据长期的研究发现，山区雷电事故的发生往往集中在某一些固定的区域，如果可以有效掌握这些区域的具体位置，就可以直接采取针对性的措施。雷电定位系统是伴随着科学技术的不断发展，而产生的一种新防雷措施，其可以有效定位某一区域年雷电现象发生的具体位置，是一种自动化、全天候的雷电计算机在线监测系统。该系统，通过对闪电回击辐射的声、光、电磁特性来对闪电进行遥测的，是一种监测雷电发生的自动化气象探测设备，随着该技术的不断发展，其对雷电的定位精度越来越高。

安装线路性避雷器。通过在全线架设避雷线，虽然能够有效降低过电压现象的发生，但还是无法完全避免。如果想要完全避免这种现象的发生，就应该安装线路型避雷器，其能够有效将雷击电流导入到地下，从而避免了电压的异常升高，有效保障线路和设备的安全。在实際的防雷工程中，雷电流强度、线路绝缘子一半的放电电压和塔体的冲击接地电阻是影响线路耐雷水平的重要因素。线路位置和当地的大气条件，会直接影响雷电流的强度，线路的放电电压在线路建成后，其是保持不变的。通过给输电线路加装避雷设备后，一旦线路遭受到雷击，很大一部分电流会经过避雷线路流入到相邻的杆塔中，其中的大部分电流是通过避雷器流入到导线中，并传播到相邻的杆塔中。雷电流在流经避雷线和导线时，由于电磁感应的作用，会在导线和避雷线上产生一定的耦合分量。由于避雷器分流电流值要远远大于避雷线中的分流电流，这种分流的耦合作用，将会导致导线的电位身高，有效降低导线和杆塔之间的电压差，能够有效避免绝缘子闪络现象的发生。因此，采用线路避雷器具有非常好的钳电位作用，这也是线路避雷器的一个显著特点。

通过国内外先关工程实践表明，线路防雷用的金属氧化物避雷器在防止雷击导线方面，作用效果非常显著。通过在500kV输电线路外相安装一支避雷器，可以有效避免由于绕雷引发的绝缘闪络现象，可以在很大程度上提升线路反击雷的能力。

4 智能电网系统的防雷

随着智能电网技术的不断发展，其在实际山区超高压输电系统中的应用越来越多。通过避雷器的使用，虽然可以在很大程度上避免对输电线路设备造成损坏，但还是会对智能电网系统的正常工作造成非常大的影响。在雷电发生的过程中，其会产生较大的电磁干扰，很容易导致各种电气仪表的工作失灵，造成通信线路的中断，对智能电网系统的正常运行，造成非常大的影响。

干扰的传播主要分为传导方式和辐射方式。电磁在传导的过程中，可以利用电阻、电容、电感作用传播渠道。辐射方式主要是以电磁波的形式进行传递的，在实际的继电保护干扰中，往往它们是同时存在的。电磁干扰在敏感设备回路或装置端口的作用通常会分为共模干扰和差模干扰。共模干扰往往会直接造成电路端口对地的电位差。差模干扰往往是指同一回路中的电线之间形成电位差。我们在实际的抗干扰设计中，应该根据干扰现象的不同，采用不同的抗干扰技术。

合理安装浪涌保护器。在仪表控制系统的正常工作过程中，一旦雷击电流进入到了系统，由于其电流值较大，很容易造成内部电子元件的击穿。为了有效防止该情况的发生，我们可以采用浪涌保护器，其可以自动检测系统内部电流的大小，如果电流值超过一定的量，就会对电流回路进行有效切换，将强大电流直接导入到地下，并将输出电压钳制到一个安全水平上，虽然不能阻止雷电的发生，但可以有效减少其造成的破坏。其在实际工作过程中，通过电流回路的控制，可以将窜入电力线、信号线的瞬态电压限制在一个比较小的范围，避免高压击穿现象的发生，对其中电力电子设备进行有效的保护。

经过大量的研究发现，干扰信号和实际控制信号在规律上往往有非常大的区别，干扰信号的持续时间往往较为短暂，且信号的稳定性不高。为了有效将干扰信号有效识别出来，可以采用高效的智能信号识别算法，当传感器将这些信号采集过来后，并不会直接驱动执行机构进行动作，而是通过智能微处理芯片，采用干扰信号排除算法，对这些信号加以甄别，如果发现是干扰信号，其就不会进行动作，只有判定为正常的控制信号后，才会对数据进行有效采集，让数据在系统工作中发挥作用，在实际的应用过程中，干扰信号的判别经常采用的是遗传算法和模糊逻辑等技术。我们还可以将采样定理应用在对干扰信号的识别当中，如果信号可以持续在2毫秒内保持稳定，其幅值稳定在额定范围内的百分之五，就可以认定为有效信号，借此将干扰信号有效甄别出来。

5 实际应用案例

由于内蒙古地区的整体海拔高度较高，很多超高压输电线路会直接建设在人烟稀少的山区，再加上该地区风沙天气较多，雷击跳闸事故率往往较高。为了有效改善这一现象，我们采取了如下的措施：（1）通过考虑山区输电线路绝缘配合以及遭受雷击过电压的实际情况，可以酌量增加绝缘子的数量。（2）可以通过在杆塔上加装避雷器，这是一种非常适用的防雷措施。通过对线路避雷器的适用，可以有效降低杆塔对接地电阻的要求，这样可以有效降低雷击跳闸事故发生的几率，提高线路的防雷耐压水平。

6 结束语

山区超高压输电，由于环境的特殊性，非常容易引起雷击跳闸事故，对输电可靠性造成非常大影响。针对当前传统防雷技术的不足，应该积极加大对新型防雷技术的应用，进一步提高线路的防雷效果。

参考文献：

[1]乔广社.超高压输电线路跨越高铁技术探讨[J].硅谷，2015（04）：11-12.

[2]林小华.浅谈影响超高压输电线路保护的相关因素[J].机电信息，2012（12）：25-26.

[3]邵远鹏，于江，申学德.500kV超高压输电线路运行维护管理探析[J].技创新与应用，2016（34）：37-38.