（广西福源电力设计有限责任公司）
摘要：近年来，随着电力技术的快速发展，人们对于电网安全运行的要求也就越来越高。由于输电线路暴长期露于自然之中，经常遭受到雷击的危害，所以输电线路从设计阶段开始，就应当将考虑线路防雷问题，要针对引发雷击的因素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。本文在此从输电线路的防雷设计思路出发，对如何做好输电线路防雷设计提出了几个有效措施。
关键词：输电线路；雷电；接地电阻；耦合地线
前言
输电线路作为电力系统的重要组成部分，其系统的可靠性和安全性直接关系到整个电网的安全和稳定运行。输电线路都是在室外环境下铺设，自然环境情况复杂，尤其夏季是雷电高发期，容易遭受雷击。对输电线路的防雷设计工作显得格外重要。
一、雷电对输电线路造成的危害
雷击是造成高压输送电路故障的重要自然因素。由于雷电具有剧烈性和突击性，能够在瞬间产生巨大的磁场效应和热电效应，加之其本身拥有超强的机械破坏力，所以雷电在袭击空旷的高压输电线路时极易产生严重的电压危害。
电介质的雷电击穿分为直接击穿、间接击穿。受到雷电流的影响后，产生导电通道，失去全部的绝缘性能，这就是直接击穿。而间接击穿是指电介质收到雷电流的影响后，线路中一些质点排列结构遭受一定的损坏，但最终没有产生导电通道。无论哪种击穿方式，其危害都是巨大的。例如：电介质受到直接击穿，会导致输电线路的跳闸、短路或者出现单相接地现象。虽然间接击穿没有完全击穿瓷瓶，导致线路跳闸，但已经影响到设备的绝缘性能，给输电线路留下安全隐患，容易引发水闪络和热闪络等事故。因此，间接击穿的事故应同样引起高度的重视。
二、输电线路防雷的设计思路
首先是使雷击发生的可能性降至最低,此外,在无法避免雷击时,应尽可能地使外绝缘上承受的过电压降至最低。只有长期细致的观察分析,确定输电线路区域内频发雷区和杆塔以及雷害性质,才能达到以上的目标,从而为线路的设计提供数据和依据。这是一项长期的艰苦的工作,需要结合多方面人员的力量和配合,最终提升所设计的数显线路的耐雷水平,保障电网安全运营。
现阶段，电力调度运行系统中配置了集成度较高的电子设备，这些设备对雷电电磁脉冲的反应极为强烈，当输电线路被雷击中后，在瞬间形成的超负荷敏感过电压磁波会通过线路网导入变电站，从而导致变电运行设备介电强度下降，损坏敏感电子器件，使监控系统和供电保护装置发生误动作，引发输电设备跳闸断电，由此对电力变电的正常运行造成极大破坏。
三、输电线路防雷设计过程中的几个有效措施
1、科学合理的选择输电线路输电路径
由于受到土质、地形及环境气候等多方面因素的影响，很多地区非常容易成为雷击区。因此在进行输电线路设计时，应准确的避开雷击区，更好的降低输电线路雷击概率。在进行设计时通常应避开的地段有土质电阻率变化较大的区域，例如山坡断层带、各种不同地质的交接地带等一些电阻率变化较大的区域。其次，应当避开含有矿产较多的地区。第三，地下水位较高的地区。第四，山地丘陵内气候非常湿润的地区。
2、搭设避雷线
避雷线是当前使用最为广泛的防雷技术，具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷线能够减少铁塔的雷电流，以使塔顶的电位降低，减轻雷击破坏程度；耦合作用是指通过耦合导线降低输电线路中绝缘子的电压；屏蔽作用是指直接降低雷击后产生的感应过电压。应当根据输电线路的电压级别选择避雷线，20kV及以下的输电线路不需要装设避雷线，110kV以上的输电线路一般全线搭设避雷线，500kV的高压线应当搭设两个避雷线，以提高避雷线的屏蔽功能。为了提高避雷线的保护能力，应确保每个铁塔区的避雷线能够接地，并保证两个避雷线之间设置一个间隙。当前，我国在设计高压和超高压输电线路时通常搭设绝缘避雷线，以降低功率损耗。
3、增强绝缘性能
输配电线路在经受常年的风吹日晒之后，绝缘性能已经远远降低，这时，雷击对其造成的危害的可能也就更大，常发生雷击故障的输配电线路多半都是一些老化的线路，为预防雷击，除了要进行一些正常的防雷措施外，还要增强线路的绝缘性能。
在输配电线路的防雷设计中，要运用到绝缘子，在目前，绝缘子的污染情况也是非常严重的，为保证电力系统的稳定运行，要对绝缘子进行定期的清扫，装置泄露电流记录器，实时监控绝缘子的污染情况；还可以在绝缘子便面涂一层防尘材料或采用半导体釉绝缘体，在重雷区，可以采用更为新颖的绝缘子，如合成绝缘子，增加绝缘性能，提高输配电线路的防雷水平。
4、降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。对于一些土壤电阻率较高的高山、岩石等地带，常采用换土、敷设射线、埋设连续伸长接地体等方法，一般都能起到较好的降阻效果，另外现在新提出一种针刺接地装置降阻方法，从实验中得到很好的效果。因此良好的接地是线路得以安全运行的根本保障，如果接地满足不了要求，雷电流就会泄导不畅，使杆（塔）顶电位升高，对线路造成反击。因此，防雷与接地密不可分，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能卓有成效。
5、装设引弧间隙
在以往的防雷工作中，一般均是以防、堵为主。但是因为雷击属于自然现象，是不可能事先进行预测的，也很难掌握其发生的规律，进而也就无法彻底根除雷击带来的损害，针对这样的情况，我们一定要进行深入的分析与研究，通过装设引弧间隙的手段，加强对雷电流的疏导，进而降低雷击对输电线路的损害。通过引弧间隙的装设，可以有效保护绝缘子串，尽可能降低发生绝缘子永久性故障的概率，提高绝缘子的运行效率。
6、架设耦合地线
在无法实施降低接地电阻措施的时候，可以通过架设耦合地线的方式，减少发生雷击跳闸事故的次数，特别是对于一些架设在山区的输电线路而言，可以根据实际情况，予以采用。通过架设耦合地线，不仅可以增加各相导线之间的屏蔽耦合效果，降低绝缘子串的电压与等值波阻抗，增强输电线路的耐雷击性能，还可以增强杆塔对雷电流分流的作用，有效降低杆塔的电位。当然，在架设耦合地线的时候，也存在着施工困难、约束条件多、电能损耗大等缺点，并且还要求对周边树木进行砍伐，破坏了一定的生态环境，因此，在应用此种防雷技术措施的时候，一定要进行全面、综合的考虑，进而确保输电线路防雷工作的社会效益、经济效益与环境效益。
7、安装线路避雷器
当输电线路遭到雷击时就会发生线路跳闸事故，这样就会导致该地区的供电受到影响，进而影响当地居民的生产和生活。所以在进行输电线路的避雷时应该安装相应的避雷器来抵御雷击事故。尤其是在雷击频繁的地区，更应该采取必要的措施来降低雷击带来的经济损失。在进行避雷线路的设计时可以将避雷针放置到高压输电线路上，这样当雷击产生时，避雷针就可以将设备受到的电流传输到地下，从而起到对输电线路的保护作用。除此之外，当避雷器电压低于塔杆和导线电位差时，避雷器就可以将电压自动分流，避免出现绝缘子闪络的现象。
四、结语
综上，做好电力输电线路的防雷设计，能够提高线路本身供电的可靠性。设计过程中应运用适当的防雷技术，采取切实可行的防雷技术来有效提高输电线路防雷的水平，保证输电线路运行的安全性和可靠性，为电力系统安全、稳定的运行奠定良好的基础。
参考文献
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