线路防雷技术在输电线路设计中的应用

摘要:输电线路在电力系统中有着非常重要的作用，输电线路是否正常对电力系统的运行有着决定性的作用，但是输电线路容易遭到雷电的袭击，导致输电线路会出现不同程度的问题为了减少上述现象发生，电力部门需要在输电线路上做好防雷措施防雷技术在输电线路中的应用，能够提高输电线路的防雷效果，同时可提高电力系统的运行效率。因此，加强对线路防雷技术在输电线路设计中应用问题的研究具有必要性。

1.输电线路引起雷电的原因

1.1地理环境

山区是雷击现象比较容易出现的一个地区，这主要是因为山区的地形条件相对较为复杂，因此，其气流活动的频率也比其他的地区要更高一些，在山区还广泛的分布着森林，其降水也比较多，因此，在对输电线路进行设计的时候，可能会受到当地地理条件的影响，特别是一些位于山谷和沿海的地方，因此，我们在对这些地区进行设计的时候，必须要充分的对地理因素加以考虑。

1.2线路杆塔高度

雷击主要是让大地感应电荷和雷云当中的负荷，雷云中极易出现过电压现象，而其主要是将杆塔当做是过电压放电的一个重要通道这样的情况下就非常容易出现线路被击穿的情况，所以在设计的过程中一定要将塔身的电流和电感应进行适当的调整，这样也就使得反击的电压和电路也受到了很大的束缚。其次就是导线闪烁的程度和线路间距有着非常大的关联。最后一点是相邻的杆塔如果出现了分流现象就会使得整个系统的分流作用受到阻碍。

1.3土壤电阻率

通常，接地电阻和杆塔之间存在着十分密切的联系，如果是在一些高山或者是岩石结构的地区，因为地形和地势相对比较复杂，所以在工作中就应该将关注的焦点放在岩石和土壤分层的步骤当中，而在这一过程中如果遇到雷击现象，此外雷击作用的位置是塔顶，就可能会出现反射的情况，所以在这一过程中就会出现比较大的损害。

2.防雷技术在输电线路设计中的应用

2.1选择合理、正确的电路路径

不同区域的地理环境和条件存在一定的差异，导致遭受雷电袭击的几率也不同，容易遭受雷电袭击的往往是输电线路的铺设路径存在问题的地方，为此，在选择输电线路的路径时需要尽量避开容易发生雷电袭击的地点，具体要求如下:尽量不要选择环山、水塘、树木等;尽量不要选择土地电阻率会随时发生变化或已经发生变化的地方;尽量避开山谷和峡谷等区域;尽量避开地下水位高和地下有导体矿物质的区域;不要选择阳面的山坡或者土壤条件较好的山地区域。

2.2采用合理的避雷装置

避雷装置是提高输电线路防雷击能力的重要措施。因此，在设计输电线路时，要加强对避雷装置设计的重视度，根据实际情况选择合理的避雷装置，要注意的内容有以下几点。

2.2.1避雷线的搭设

避雷线是输电线路最基础的防雷装置，它的主要作用有3点:①对输电线路有一定的屏蔽作用，可以有效降低导线电流;②经过铁塔，将雷击产生的电流分流，起到减小塔顶电压的作用;③对输电线路有耦合效果，降低了绝缘子的电压。避雷线主要应用于高压线路当中，在小于等于20kV的低压线路中，避雷线无法发挥其应有的作用。在搭设高压线路(110～750kV)的避雷线时，要根据输电线路电压等级的不同严格执行相关的设计技术规定。在此过程中，要注意以下3点:①在110kV输电线路中，避雷线要采取全线架设的方式，但是，如果线路中有轻微的雷电活动或者年平均暴雨日期短于半月的区域，就无需架设避雷线;如果输电线路采取无线的架设方式，则应该在变电站搭设1-2km的避雷线。②对于220～330kV的输电线路或者处于年平均暴雨日期超过半月地区的输电线路，避雷线要采用全程架设的方式。③对于500～750kV的输电线路或者位于山区的输电线路，在架设避雷线时，要采用双线搭设的方法。

2.2.2负角保护针的使用

负角保护针对输电线路有很好的屏蔽作用。将雷击放电作用于地面上，能够有效降低雷电绕击区出现的概率，同时，还能缩短临界击距，对输电线路起到良好的保护作用。负角保护针是架设在杆塔顶部导线上方的，是侧向安装的，多用于山顶、山坡等地区的杆塔上。其材料多为钢针，长度为2.5m或2.8m。

2.2.3安装可控放电避雷针

可控放电避雷针的工作原理是:在雷击前，通过向上的先导作用产生上行累闪，然后利用针尖形成的电场产生脉冲放电，从而降低雷电绕击形成的概率，有效地保护输电线路。可控放电避雷针安装在塔顶地线支架的上方，具体位置和个数需要根据杆塔所处的地形和形状来选择。

2.3改进接地电阻

接地电阻能够有效降低雷电对输电线路产生的过电压，提高输电线路的防雷击能力，具体改进措施主要有以下4点:①增加或延长接地射线。这种方法主要是针对老旧输电线路接地材料老化和新建、改造输电线路接地电阻降低等情况的。②采用垂直接地体的方法。这个法是在接地装置射线上添加多个垂直接地体，其材料多为角钢，长度控制在0.6m左右，彼此间的距离3m为宜并与接电线焊接在一起。③采取集中接地的方式。这种方法是将杆塔的接地集中在一处，利用垂直接地体，按照2～3m的间距将其布设在杆塔基础外围，然后用圆钢将杆塔接地引下线与这些垂直接地体连接成一个整体④替换士壤。利用低电阻率的土壤替换高电阻的土壤，然后再接地，有效地降低接地电阻是一种最直接的方法。

2.4科学、合理地设计杆塔

针对杆塔对输电线路雷击影响的因素，在设计杆塔时，要注意以下4点:①加大塔身的电感程度和电流，有效降低反击的电路和电压;②合理分布杆塔位置，保证杆塔间距的均衡性，有效控制导线闪烁程度;③在架设相邻的杆塔时，要避免发生分流问题，保证各自分流作用的独立性，提高对输电线路电流的分流能力;④提高杆塔的绝缘水平，合理增加绝缘子片的数量，进而提高输电线路的耐雷水平。

2.5自动合闸系统的应用

自动合闸技术在线路防雷技术中的有效应用，主要采用自动合闸系统，可以最大限度地减少雷击损失，为电力企业的健康持续发展创造良好的条件。输电线路设计中，应用动合闸系统，加强线路保护的安全性。在雷电过程中，实现设定的合闸系统，线路可以自动关闭保护，以避免雷电对线路位置的有害影响。随着我国防雷技术的飞速发展，自动合闸技术的防雷效果逐渐增强，可以充分发挥输电线路的保护作用。因此，有必要加强防雷技术在自动合闸系统中的应用研究，以促进输电线路安全设计的进一步发展。

3.结语

在对输电线路进行设计的过程中，一定要对当地的各个因素以及实际的情况予以充分的考量，采取具体问题具体分析的原则，将防雷技术合理的融入其中这样也就很好的降低了线路有可能被雷击的危险，电网在运行的过程中也就可以更好的发挥其应有的作用，要想进一步的提高工作质量，需要多方面的配合，这样，才能促进我国电力事业的健康发展。

参考文献:

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