聃 论坛 民营科技 而葺 丁弱 电力输电线路防雷措施分析 黄达洋 （福建省永福工程顾问有限公司，福建福州３５０００３） 摘要：首先介绍了输电线路雷击的危害，接着从常规防雷措施和近年来国内采用的一些新型防雷措施入手，分析了输电线路的防雷措施。 关键词：输电线路；防雷；解决措施 据统计，福建省全年平均雷暴日在６Ｏ天以上（部分地区甚至超过 ８ｏ天），再加上山地土壤电阻率高，影响线路耐雷水平，对输电线路的安 全运行构成极大的威胁。 受保护物高度影响等特点。特别适合高压输电线路的防雷。 福建省莆田地处沿海，雷电活动十分频繁。该局送电部对易遭受雷 击的杆段安装可控放电避雷针，提高输电线路的耐雷水平。在适用性新 近年来，福建省电力公司都开展 防雷安全检测和排查力度，并与 技术的“保驾护航”下，更好地保证了电网安全可靠运行。 相关部门联合，千方百计扩大防雷安全检测与技术服务覆盖面，雷击事 ２）输电线路抗风防雷设计。由福建永福铁塔技术开发有限公司与福 故明显减少，最大限度地保障了公共安全。 建省电力有限公司基建部、福建省电力勘测设计院、福建省电力试验研 尽管如此，从各国输电线路的实际运行经验来看，雷击已成为危害 究院共同负责的国家电网公司２００７—２００９年度重点科研项目《输电线路 线路安全可靠运行的主要因素，开展线路防雷技术、防雷措施的研究不 抗风防雷设计研究》，对目前输电工程抗风防雷设计中的一些重要技术 容间断。现针对雷电对输电线路的影响进行了分析，对目前国内线路防 难点进行了系统研究，提出了沿海输电线路最大设计风速的取值、铁塔 雷的一些新技术进行了探讨。 结构的优化、防雷措施的改进等措施。 １雷电的危害 本项目共分四块研究课题，分别为：沿海输电线路气象分析研究、输 １．１雷害的性质 电线路抗风设计研究、输电线路防雷设计研究、在运输线路雷害综合治 直击雷又分为反击和绕击，都严重危害线路安全运行。在采取各种 理应用研究。项目基于对已建输电工程设计运行经验的归纳总结、历史 防雷措施之前，应该对雷击性质进行有效分析，准确分析每次线路故障 气象资料的统计分析、受灾破坏情况的调查推导、现有工程技术与设计 的闪络类型，采用针对性强的防雷措施，才能达到很好的防雷效果。 标准的比较探讨，并在此基础上开展大量的数理分析、仿真计算、试验研 反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压，主要与绝缘强 究，获得适用于工程设计与抗灾能力的设计参数、计算方法、技术措施。 度和杆塔接地电阻有关，一般发生在绝缘弱相，无固定闪络相别所以对 ３）线路避雷器。近年来，线路型金属氧化物避雷器（简称ＭＯＡ）因具 于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻，加强绝缘，提高防雷水平。绕 有保护性能好、通流容量大、动作反应快、结构简单、体积小和重量轻等 击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压，主要与 优点，实际应用效果甚佳，已在我国电网中得到较为广泛的应用。 雷电流幅值，线路防雷保护方式，杆塔高度，特殊地形有关，主要发生在 ＭＯＡ安装时应注意：选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔，最好 两边相。 在两侧相邻杆塔上同时安装；垂直排列的线路可只装上下两相；安装时 １．２雷电的危害 尽量不使避雷器受力，并注意保持足够的安全距离；避雷器应顺杆塔单 配电线路直接面向用户供电，由于绝缘水平低，雷击危害的主要后 独敷设接地线，其截面不小于２５ｍｍ２，尽量减小接地电阻的影响日。 果为跳闸、断线，其中，断线较为频繁，尤其是对架空绝缘线路，直接引起 ４）藕合地埋线 。藕合地埋线可起两个作用：一是降低接地电阻，《电 对用户的停电，往往停电时间较长。 力工程高压送电线路设计手册》指出，连续伸长接地线是沿线路在地中 雷击对配电线路的影响主要是：架空线路上产生雷电过电压有两 埋设１～２根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，它是降低高 种，一种是雷直击线路引起的直击雷过电压，另一种是雷击线路附近由 土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一；二是起一部分架空地线 于电磁感应所引起的感应雷电过电压。配电线路的雷击中约２０％是直击 的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的藕合作用。据有的单位的 雷，而其中５０％以上直击雷的电流超过２０ｋＡ，约８０％是感应雷，其中 运行经验，在一个２Ｏ基杆塔的易击段埋设藕合地埋线后，１Ｏ年中只发 ９５％以上感应雷的放电电流小于１０００Ａ。配电线路绝缘水平低，即便装 生一次雷击故障。有文献介绍可降低跳闸率４０％，显著提高线路耐雷水 设避雷线也会反击，防止直击雷的作用不大。 平。 ２雷击的防范措施 ５）预放电棒与负角保护针。预放电棒的作用机理是减小导、地线间 ２．１基本的防雷措施 距，增大藕合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改 １）架设避雷线是高压和超高压线路最基本的、常规的也是比较常见 善电压分布；负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针，其目的 防雷措施，其主要目的是防止雷直击于导线，同时还有分流作用以减小 是改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针常一起装设，这一方 流经杆塔入地电流，从而降低杆塔电位；通过对导线耦合作用，可以减小 法曾在广东、贵州等地采用，有一定的效果。制作、安装和运行维护方便， 线路绝缘承受的电压；对导线还有屏蔽作用，可以降低感应过电压Ⅲ。 以及经济花费不多是其特点。 ２）降低杆塔的接地电阻。高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反 总结 比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻， 改革开放以来，福建电力设计人用智慧和汗水忠诚地履行“当好海 这是提高高压送电线路耐雷水平的基础，是最经济、有效的手段。 峡西岸电力发展参谋、电力建设排头兵、电力安全卫士的神圣使命”，把 ３）加强高压送电线路的绝缘水平。高压送电线路的绝缘水平与耐雷 科学发展的理念倾注到电网的建设之中，紧紧依靠科技创新，大力推广 水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压送电线路有足够的绝缘 应用先进适用技术，有效解决了福建山多地少与电网建设用地，台风雷 强度是提高线路耐雷水平的重要因素。 暴自然灾害频发与电网安全运行之间的矛盾，为构建和谐社会做出了积 ４）减小雷电保护角。减小雷电保护角直至采用适当的负保护角，不 极的贡献。 但可减少雷电对导线的绕击，还将绝缘子串纳入保护范围，且可起到对 对于线路防雷工作来讲，需要在实践中探索，不断积累运行经验，完 “侧击”雷打击的保护作用［２１。 善输电线路的防雷措施，采取更有效的防雷措施，进一步提高了输电线 ２．２新型防雷措施 路防雷水平。 １）可控放电避雷针。由于输电线路的杆塔高出地面二、三十米，并暴 参考文献 露在旷野或高山地带，所以遭受雷击的机会很多，必须采取可靠的防雷 ［１］朱峻立，陈敏伟，．线路的雷击分析及其防护措施『Ｊ１．湖州师范学 保护措施。架空线路装设避雷针，有效地对杆塔进行屏蔽，从而保证线路 院学报，２００９（２）：１３８—１４１． 的安全供电。这种新型的可控放电避雷针是武汉高研究所经长期防雷研 ［２］许仁来，林宇舟．基于不同观念的电力线路防雷措施的改进『ＪＩ．供用 究和大量的高压试验取得的最新研究成果，其保护范围大、绕击率低、放 电．２００９（４）６７—７０． 电电流小、感应过电压低。该针以变化缓慢的小电流上行雷闪放电形式 【３】杨德生－线路型避雷器的选型与安装ＩＪｌ－农村电气化，２００９（１）：６０—６１． 释放雷云电荷，避免强烈的下行雷闪放电危害为设计基础。通过数千次 【４］苏北海．防雷技术探讨高压架空输电线路ｆ Ｊ１．湖南水利水电，２０１０（２）： 高压放电试验证实它引发的上行雷，具有保护可靠性能高、范围大，且不 ９】－９５
