基于输电线路防雷设计应用研究

基于输电线路防雷设计应用研究

摘要：文章首先介绍雷电的危害，分析输电线路引

发雷电的原因，详细分析电路设计线路防雷技术的应用，通过改进接地装置或使用避雷装置、合理选择输电线路等方面来确保输电线路在防雷上取得好的效果。

关键词：输电线路；防雷设计；避雷装置；电阻率；自

动重合闸

引言近年来，由于自然或者人为的原因给我国的输电线路带

来不同程度的损害。其中，雷击问题是输电线路面临的重点在设计过程中设计一定的预防措施，从而最大限度地保证输电线路的安全。

问题，因而设计人员在设计过程中，要针对引发雷击的因素1雷电的危害雷电的发生一般主要集中在春季和夏季，但随着不同地

理环境的影响，也不尽相同，雷电对电力系统的危害主要表现在两个方面：（1）雷电的产生会附带较大的电流，这些强电流会加载到电线或输电设备上，造成炸毁、燃烧、融化等危害，且强电流具有很大的电动力，对电力设备产生不同程度的损伤，该类程度的伤害无法通过电力自动系统的修复能

2)

力进行恢复，要通过更换装置，甚至线路来完成，给电力的 维修上带来了不便，对电网造成了不可估量的经济损失和安 全隐患，也给居民的日常生活和工业生产带来了不便； 雷电在通过输电线时会加大电线的负荷，产生过高的过电压， 超过了电力设备的承受能力和绝缘水平，造成继电器保护跳 闸，运行电路被切断，给人身安全和基础电力设备产生了威 胁，给经济带来了巨大的损

失。 运行中的电线较易受到雷击， 能有效地防雷，从而大大减少雷击事故的发生，对减少经济 损失和提高电网正常有序运行有着重要的意义。

2 输电线路引发雷电的原因 2.1 地理环境

在电路的铺设过程中会在不同程度上受到地形地貌的

缺少线路的保护屏障因而输电线路暴露的弧长较大，一旦谷 内气压发生变化就可能会使输电线路造成雷击；对于山坡来 说，由于上坡和下坡的不同，在下坡地段通常会增大保护角 度，并且增加绕击频率，而这种增加会给山坡带来一定的压 力，加深雷害程度；对于沿海地区来讲，由于沿海地区的空 气中含有的盐分高于内陆地区，而空气中的盐分过高时会使 提高输电线路遭到雷击的概率。 2.2 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，雷云中的

过电压是通过线路杆塔建立放电通道，导致线路击穿，因此 要注重以下问题： （ 1）塔身的电流和电感程度加大，反击的 电压和电路就减少； （ 2）导线闪烁程度的大小是由线路间距 的不均衡造成； （3）相邻杆塔的分流会导致分流作用的大幅 度降低。

2.3 土壤电阻率

般的杆塔和接地的电阻两者有着密切的关系，对于高

山、岩石等地形结构比较复杂的地区，应当把工作重点放到 岩石和土壤的分层上。如果遇到雷击塔顶现象，因为接地电 阻很小，就有可能造成反射现象，与山区线路对比，平原和 丘陵地区的线路可通过降低接地电阻来减少雷击的可能性。

影响。对于山谷带

2.4 设计时采用的参数不准确在输电线路的设计过程中需要

用到多种不同的参数，采

用的设计参数的不准确会给线路的铺设以及线路的防雷带来不良影响。采用参数的不准确带来的问题主要包括线路杆塔高度设计的不合理、输电线路的分流作用降低以及线路的不均匀分布。

3电路设计线路防雷技术的应用 3.1 选择合理的输电线路

雷击现象的发生一部分是受环境条件、地理条件、气候

状况等的影响，某些地区在输电线路的设计上应该避开雷击多发区，如高山、纵深山谷地带、倾斜山坡等，来降低输电

线路受到雷击的概率。根据发生雷击地区统计数据，在输电路线设计时应当尽量避免的区域有富含导电性矿藏和地下水水位较高的区域、土质电阻率较低或电阻率发生突变的地方、河谷地带特别是顺风区域和风口山区、较为湿润的盆地和山谷、森林等区域，在架设电路时应当尽量避免绕过该区域，以减少雷击的发生。

3.2 避雷装置的安装 3.2.1 搭设避雷线。

避雷线具有效率高、分流效果好、耦合和屏蔽作用明显

等优点，被广泛应用在电网建设当中，取得了不错的避雷效果。避雷线能减少杆塔的雷击电流，使得塔顶的电位降低，并能耦合导线降低输电线路中绝缘子的电压，减轻雷击的破坏。实际建设中，一般20kV的输电线路不需要装设避雷线，

200kV以上的需要全程搭设避雷线，在500kV以上的高压线则需要两条避雷线才能确保其屏蔽功能。

3.2.2 安装负角保护针。

负角保护针是架装在杆塔的顶部的导线上方的一种侧

向避雷针，主要是为了改善屏蔽和减少临界击距。负角保护针的屏蔽作用在导线的上方，所以雷电只能对地面放电，以此来避免雷电绕击区的形成。负角保护针多用于山坡和山顶的杆塔上，其

多采用长度为 2.5m 或 2.8m 的钢针，针头做成尖锥状。

3.2.3 可控放电避雷针。

该装置是通过动态环和储能装置来控制针头电场，使它

能够在雷击发生前产生向上的先导，引发上行累闪，针尖出的电场强度较高，能迅速产生脉冲放电。该装置可有效降低雷电绕击的机率。该装置由四个部分组成，即针头、储能装置、金属支架接地装置。可控放电装置可在塔顶地线支架上方安装，其安装个数和位置可根据杆塔的形状、地形进行调整，来确保可控针的保护范围满足安装要求。

3.2.4 雷电接闪器。

雷电接闪器有避雷的作用，但其本体是一个感抗，其在

雷击发生时能够对杆塔过电压进行消减，其对雷电流波峰消减幅度可达到30%以上。该装置能记录杆塔落雷的数据，为对雷电研究提供了数据支持。

3.3 自动重合闸装置的安装自动重合闸是当线路当线路出现

故障，继电保护使断路

器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上。广泛应用于架空线输电和架空线供电线路上，该类装置

可分为四种状态：单相重合闸、综合重合闸、三相重合闸、

停用重合闸。该装置可以提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，还能保持电力系统的运行的稳定性，该装

置本身投资很低，工作可靠，在电力系统中得到了广泛的应

用。般的，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。资料

表明，输电线路中重合闸成功率较高，使得它已经成为一种行之有效的防雷措施。

3.4 改善接地电阻当合理匹配接地地阻和避雷线可有效地实现

降低过电

压的功能，常规设计采取的延长或增加接地射线的方式降低杆塔接地电阻，对于土质不良的地区效果有限。目前应用在实际中的降低输电线电路接地电阻的方法有：（ 1 ）延长或增

加接地射线，针对接地材料腐蚀的老旧线路，往往采取增加

接地线的方式，是新建和改造线路中常用的降阻方法；2）

垂直接地体法，该方法是在接地装置的射线上，每隔3m 增设长度0.6m 左右的垂直接地体，一般用角钢，并与接地线进行焊接；（3）集中接地法，是指在杆塔的基础外挖一圈直径为10?

20m、深为60cm的沟，在沟内每隔2?3m打一根垂直接地体，用圆钢将所有垂直接地体相连再与杆塔的接地引下线相连；（4）换土法，对低处土壤电阻率较高的杆塔或石头山，采用换土的方式来降低土壤的电阻，即在杆塔附近周围挖出原有土壤，并回填一层电阻率低的土壤，再进行接地设置。

3.5 加强杆塔绝缘水平加强杆塔的绝缘水平也可以提高线路耐

雷水平。但是由

于这种方 …… 此处隐藏：1950字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……