高心新　祁志平　冯德宾　欧洋　宁航

【摘要】架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击，架空输电线路遭遇雷击，从而影响线路的供电可靠性。因此，采取有效措施降低线路的雷击跳闸次数，是确保电网安全运行的一项重要工作。解决线路的雷害问题，要结合防雷措施从实际出发因地制宜，综合治理。

【关键词】输电线路 雷击跳闸 防雷措施

雷电是一种大气放电的自然现象，产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30 kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。在主放电阶段里，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。雷电一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害，如雷击危及人身和电力设备安全，当家用电器、计算机机房直接遭雷击或感应雷时将会被损坏，有时还会引起火灾等。

1. 雷电对电力线路的危害

雷电对输电线路安全运行危害极大，常常造成绝缘子闪络事故，特别在山区、交通不便的地区，给巡视、查找故障增加不少困难。高海拔地区因特殊的地理位置，雷电时常伴有瞬间大风与急雨，极大的风速常常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生。如对这些现象处理不及时的话，就会造成电力事故，严重时会危机人们生命财产的安全。

电网中的事故以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在上面所述的山区输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的，据运行记录，架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率。

2.输电线路遭受雷击的几种情况

雷击，实际上就是雷云电荷向大地的突然渲泄，当雷电作用于输电线路上，将造成冲击过电压。因这种过电压是由于大气中的雷电作用引起的，故称之为大气过电压，又由于这种过电压的能量是来自电力系统外部，故又称之为外部过电压[1]。直击雷过电压通常发生于杆塔顶部、避雷线档距中央、导线上。直击雷过电压按照雷击线路的部位不同，又可分为反击、绕击雷电过电压两种情况。

2.1 反击雷电过电压

雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使得该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，由于杆塔或避雷线的电位（绝对值）高于导线，因此称之为反击。当雷电流击中输电杆塔塔顶时，大部分雷电流沿杆塔流入大地，由于杆塔、避雷线波阻抗及接地电阻的存在，雷电流流过杆塔进入大地时，会在杆塔上产生很大的压降，使塔顶、横担的电位陡升。当绝缘子串两端所承受的电位差超过其冲击闪络电压时，绝缘子串发生闪络，导致输电线路发生接地故障。

2.2 绕击雷电过电压

雷电直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效）击中导线，直接在导线上引起过电压，这种形式的雷击通常称为绕击。当雷电流直接击中输电导线时，由于大量雷电流注入，导致输电线路对地电压陡升。当绝缘子串两端承受的电位差大于绝缘子串冲击闪络电压时，绝缘子串发生闪络，导线通过杆塔对地放电。绕击发生时，雷电流首先直接作用于导线。因此绕击时导线的电流行波全部为雷电流分量，不存在类似反击的电磁耦合分量。

3. 输电线路雷击跳闸的原因

3.1 雷击跳闸的原因

除了雷电活动频率升高，杆塔接地电阻、地形地貌、避雷线保护角等都是引发输电线路雷击跳闸的重要原因。

3.1.1 有些地区受地形的限制，杆塔位于山坡或山头上，大档距数量较多，沿线路平行架设耦合地线的措施往往很难实现，因此线路遭受绕击概率随着上升。

3.1.2近年来同杆架设线路逐步增多，线路杆塔的全高有了大幅度增加，对于高杆塔而言，其引雷的概率和绕击的概率有所增加，反击耐雷水平不断下降，因此，雷击跳闸率也会有所增加。

3.1.3 合成绝缘子具有免维护、耐污能力强的优点，在220千伏输电线路上受到了广泛的应用，但受到杆塔尺寸的限制，合成绝缘子爬电距离无法无限制的增加，在加上运行多年的合成绝缘子表面已呈现老化状态，其雷电冲击耐受电压比相应的玻璃绝缘子要低，因此耐雷水平要比玻璃绝缘子的耐雷水平要低。

4.防雷措施

4.1 降低杆塔接地电阻

线路因长年运行于慌慌郊野外，受气候和土壤、环境的影响，接地网会不同程度的锈蚀和外力破坏，每隔一定时间，必须对其进行检测，根据检测结果，及时改造，确保地网的完好和合格。具体实施办法如下：

1）组织线路人员进行杆塔接地电阻、土壤电阻率测量和检查接地装置的完好性。

2）对雷击重点线路进行接地电阻普查测量，根据普测的情况对雷击重点区域，雷击频发性杆塔接地装置进行重点改造;对变电站终端及连续5基杆塔接地电阻不合格者进行重点改造，降低接地电阻。

3）对线路接地引下线被盗严重的区域杆塔接地引下线采用扁鋼作为引下线进行改造，确保杆塔全年接地可靠。

4）针对不同的地形、地质、土壤结构情况采取垂直、环形和水平复合接地体进行改造，以保持各季节接地电阻合格。

5）对超高土壤电阻率的杆塔接地网，采用换低土壤电阻率的土进行埋设，或采取延伸接地，将接地网引伸到低土壤电阻率的地方进行集中接地，降低接地电阻。

4.2 全线架设避雷线

架设避雷线是输电线路最基本的防雷措施，避雷线可降低输电线路绝缘所承受的过电压幅值。当雷电直击于输电线路时，避雷线将雷电流引入大地，由于接地电阻值大小有所不同，因而在杆塔顶造成不同的电位。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减少绕击率，避雷线对边导线的保护角应尽量小，一般范围在20°—30°之间，特殊杆塔出现0°或负角保护。

4.3 加强线路绝缘

由于输电线路个别地段需采取大跨越高杆塔（如;跨河杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也比较大。在高海拔地区和雷电活动强烈地段，也存在这样的情况，为了降低线路跳闸率，可在高杆塔上或特殊地段增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与底线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采取瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。增加绝缘子片数，导致塔头间隙相应增大，增加塔头尺寸和绝缘费用。

结束语

输电线路防雷是一项复杂而又意义重大的综合性的工作，由于雷电现象的复杂性和雷电活动的分散性，雷击几率受制约因数的多样性，它的危害不可能完全消除和避免，我们只有不断努力去探索和尝试，使危害程度降到最低限度，更需要线路运行管理单位在科学的实践中不断的总结经验、深入的研究探索，通过大量论证和实验制定出有效的方法和对策，在确定输电线路防雷方案时，全面考虑输电线路的重要程度，系统运行方式，所处地区雷电活动的强弱，地形地貌的特点及土壤电阻率的高低等条件，根据技术经济比较的结果。因地制宜，采取合理的综合防雷保护措施，是今后防雷保护的一个主要研究方向;对于易发生雷击地区应该进一步研究和完善适合于本地区的防雷新技术，是防雷保护的又一主要研究方向。

参考文献

1、周泽存.高电压技术[M].北京：水利电力出版社，1991.

2、解广润.电力系统过电压[M].北京：水利电力出版社，1985.