高压输电线路的综合防雷措施分析获奖科研报告

高压输电线路的综合防雷措施分析获奖科研报告【摘要】近年来，随着我国社会经济的快速發展，人们生活水平的不断提高，对电能的需求增多，我国的电网建设也越来越完善。如何确保电力运输的安全成为我国电力企业当前需要解决的首要问题。基于此，论文就雷电对高压输电线路的影响、我国高压输电线路防雷工作中的问题以及综合防雷措施等进行了简单探讨。

【关键词】高压输电线路;综合防雷措施

引言

高压输电线路是电网安全运行中较为重要的组成部分，高压输电线路作业，决定着电能传输效果，影响供电效率。被雷击中的高压输电线路会存在短时间电流快速增加的情况，超过线路原有的负荷范围，使线路出现短路、燃烧等问题，影响电能传输效果。另外，短时间过强电流的出现会使线路连接设备电压升高，进而破坏设备性能，严重时还会产生爆炸，降低电力系统运行安全性。为此，在高压输电线路设计中，要加强防雷处理，维护高压输电线路安全运行。

1雷电对高压输电线路的危害

（1）如果杆塔遭到雷击，自身就会形成导体，进而对杆塔中的输电设备以及导线造成不利影响。严重情况下会导致电线自燃，整个输配电系统陷入瘫痪状态，造成大面积停电。电流强度超过一定限度会影响电力设备的自主修复功能，相关人员不得不通过更换线路设备的方式恢复供电。而这不仅会加大线路设备的维修难度，还会增加线路设备的维修成本。

（2）高压输电线路遭受雷击会出现过电压的情况，导致线路和设备因电压超限而出现绝缘性能损害。一方面，会造成大范围停电，影响人们的正常生产生活;另一方面，会增加公众生命安全隐患。由此可知，加大对高压输电线路防雷工作的重视度，对于整个电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

2高压输电线路引发雷电的原因

2.1杆塔因素影响

杆塔在被雷击后，产生的电荷会经过杆塔与大地形成一个单向回路，使杆塔出现击穿现象，影响高压输电线路的正常使用。高压输电线路杆塔会根据所在区域供电需求设置相应的高度，杆塔间存在相互影响，在雷击下产生不同反应。如杆塔电流与反击电流呈反比，杆塔电流增加，反击电流就会逐渐减弱，抵抗雷击的能力会减弱;导线闪烁大小会导致杆塔线路间出现不均衡分布，受雷击后局部荷载增大，造成烧毁现象;临近杆塔间的分流会抑制分流作用，增加局部电流频率。

2.2复杂地形影响

对于山区、沿海等地域，地形结构复杂性较强，在高压输电线路铺设时经常会受到地形地势、气候环境等因素的影响，增加问题出现率。雷击是这类环境条件下最常出现的情况，且破坏力度较大，维修难度高，对输电系统构成严重威胁。具体来说，不良后果主要体现在以下3个方面。（1）纵深山谷地带。这类地区气流运动复杂性高，受到雷击影响范围较大，再加上未设置相应的防护屏障，难以维持高压输电线路的安全运行，容易增加事故发生率。而产生这一情况的原因为，区域内开放空间面积较大，暴露在外面的弧长较长，所以在气流运动中，容易吸引雷电注意，增加雷击概率。（2）倾斜山坡。由于上坡的地带很少有绕组，而下坡的地段导线过长，虽然目的是增强保护效果，但山上的绕组仍缺少科学保障，绕击频率会逐渐增加，雷击次数增多，影响线路安全运行。（3）沿海地区。海岸线区域内空气中盐分含量较多，容易引起雷击事故。

2.3土壤电阻率

接地电阻是实施雷击电流分流处理和消耗的重要方式。杆塔作为雷电的主要袭击目标，如果不能合理设置接地电阻，雷击产生的电流会击穿杆塔，产生故障问题。而对于高山、岩石等复杂地形区域，如果不能科学设置接地电阻，发挥土壤结构的作用优势，会降低防雷水平。此外，若是出现雷击塔顶的现象，由于土壤的电阻率很小，极有可能造成反射的现象。因此，山区线路更容易遭受雷击，而平原线路则可以通过降低接地电阻来减少遭受雷击的可能性。

3高压输电线路的综合防雷措施

3.1加强高压输电线路管理

就目前高压输电线路防雷击设计情况来看，部分地区设计人员缺乏对高压输电线路防雷管理意识，这无疑增加了高压输电线路遭受雷击的可能性。所以在新的输电要求下，高压输电线路设计人员应当加强对高压输电线路的管理，在设计过程中可在线路最容易受到雷击的地方安装避雷器等设备，取线路中间位置安装避雷器，减弱杆塔电感，做好绝缘接地处理。或者利用耦合地线和避雷设备，维护高压输电线的安全性。另外，做好连接位置的防雷处理。对架空线和电缆线进行单独的防雷保护，并按照电缆与电压情况制定防雷措施。设计中如果发现电缆与架空线连接的情况，要按照规定要求科学设置连接接头。设备电缆屏蔽层的两侧必须接地深处，且在操作过程中有效操作防雷设备，最好在变压器座采取防雷措施，也可在保险丝之前安装防雷装置。

3.2安装避雷设备

高压输电线路的防雷设计中，安装避雷设备是常使用的手段，最常见到的避雷设备以避雷针和负角保护针两种为主：避雷针要求安装到塔顶底线支架上，数量和位置需根据高压输电线路所处环境下的支架特征而定，它可以在雷击发生前储存较高电能，利用脉冲作用降低雷击影响;负角保护针则是通过负角保护的方式减少雷击应用的一种措施，在雷击的第一时间将多余电流转移到避雷线上，保护高压输电线路安全。负角保护针多数情况下安装在塔架或电线顶部位置，如果网络条件允许可以通过多智能体的全智能控制，将其他线路、微电网系统、断路器等单元系统模拟量和开关设置量收集到智能终端设备中，采用最简单的信息处理系统，将信息从主要区域的后续处理单元发送到中央处理过程的每个单元，综合分析信息内容。负角保护针在使用过程中，需要对角度展开科学调整。

3.3自动重合闸的设置

我国目前现有的自动重合闸以单相装置、三相装置、综合装置和失活装置这4种为主。在高压输电线路受到雷击影响后，自动重合闸的继电保护会立即开启，实现雷击段线路的闭合，以停电的方式来保障高压输电线路整体质量，确保其他路段电能的传输。高压输电线路遭受雷击停电的概率很大，瞬时断电和自动重合闸的瞬时链路技术有待改进，这需要专业人员继续展开研究，以期优化自动重合闸的技术水平，充分发挥其在工作中的优势，维持高压输电线路的安全运行。例如双重自动重合闸的安装：首先要保证设备类型、规格的一致性，尽可能在同一制造商处进购相关设备。双重自动重合闸需要安装在两个独立的保护装置内，促使其正常运行。运行中，不需要开展过多的调试工作，操作人员只需对其中一个重合闸实施操作即可发挥出保护性能。对重合闸关联设备实行调试时，除了要严格按照规定要求作业外，还需对变压器设备展开深入处理，在低压和高压侧分别安装低压电涌放电器，推动设备良好运行。最后，做好避雷器、杆塔及地面网络的维护处理，利用绝缘架空线替换原有的裸导体，控制短路故障。

结束语