架空输电防雷措施研究（精选9篇）
架空输电防雷措施研究 篇1
摘要：研究分析了降低线路杆塔接地电阻,架设避雷线路,加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸这些输电线路防雷的常规措施。针对近年出现的架设耦合地线,调节保护角,安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置,安装线路避雷器,加侧向避雷针,架设可控放电避雷针,安装架空地线避雷针,安装线路塔头避雷器等新型防雷措施做了重点分析,对输电线路防雷的理论研究及工程实践都一定的指导意义。
关键词：架空输电线路,防雷保护措施
0 引 言
为提高线路耐雷水平和降低雷击跳闸率为目的,国内外的电力专家开展了大量的输电线路防雷研究和措施改造工作。架空输电线路遭到雷击的事故发生通常要经过四个阶段:线路遭到雷击;线路发生闪络;线路由于发生冲击闪络建立起稳定的工频电弧;电力系统供电中断。针对雷害事故发生的这四个阶段,目前的防雷技术可以大致分成四类,即防雷电直击导线技术;防闪络技术;防建弧技术;防停电技术。
1 输电线路防雷的常用措施
1.1 降低杆塔电阻
根据杆塔所在地区土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻是提高线路耐雷水平非常经济且有效的手段。降低杆塔接地电阻主要方法有以下几种。
(1) 充分利用架空线路的自然接地
在实际接地工程中,充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物以及上、下水金属管道等自然接地体,是减小接地电阻、节约钢材以及达到降低接地电位的有效措施。
(2) 外引接地装置
如杆塔所在的地方和有水平敷设的地方,要设置水平接地体[1]。因为水平敷设施工费用低,不但可以降低工频接地电阻,还可以有效地降低冲击接地电阻,起到有效的防雷作用[2]。对输电线路杆塔的接地装置,其外延长度(射线长度的最大限度)如下表1所示。
(3) 深埋式接地极
如地下较深处的土壤电阻率较低,可用竖井式或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意以下几点:选在地下水位较丰富及地下水位较高的地方;杆塔附近如有金属矿体,可将接地体插入矿体上,利用矿体来延长或扩大接地体的几何尺寸;利用山岩的裂缝,插入接地极并灌入降阻剂;填充电阻率较低的物质。
(4) 改善土壤电阻率
接地体的接地电阻与土壤电阻率密切相关,鉴于以上原因,可以采用改善接地体周围土壤电阻率的方法,以降低接地电阻。主要方法有:
换土法 使用电阻率ρ较低的土壤来置换掉电阻率较高的土壤。这种方法虽然有效,但工程量太大,造价较高。置换材料的特性应保证电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水份、无强烈腐蚀作用,并且施工方便和经济合理。
使用降阻剂 实践证明,在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂,对降低杆塔的接地电阻效果很明显,但需要定期更换以便保持其降阻作用;
铺设水下接地装置。若杆塔附近有水源,利用这些水源布置接地极,可以收到很好的效果。若受地形和地势等因素的限制把工频接地电阻降到合格(10 Ω)以内较困难时,可以考虑采用6～8根长为80 m的水平射线的方法来降低冲击接地电阻。
1.2 输电线路全线架设避雷线
对于处于山区、草原、高原等土壤电阻率高的地区,架空输电线路的雷击绕击率非常高。为此建议35 kV以上电压等级的架空输电线路全线架设双避雷线。35 kV线路全线架设避雷线之后,其造价必然会有所增加,但增加有限,而引雷效果的作用非常明显。若按全线架设避雷线设计,除增加作为避雷线的钢绞线外,原不架设避雷线部分线路的杆塔需增加避雷线吊架,30%～50%的杆塔需加高3 m,相应的拉线、拉线基础及接地工程也将增加部分费用,这样线路的单位造价将在原有的基础上增加5%～10%左右,可见全线架设避雷线之后,增加的投资有限。
1.3 加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点
定期检测零值劣质绝缘子,检测可用目测法和红外测温法,检测出劣质绝缘子并及时更换,也可参照输电线路定期检修的办法对输电线路实行轮换,对输电线路加强运行管理,及时消除绝缘弱点,提高输电线路的绝缘水平。实践证明:加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点对提高输电线路的耐雷水平作用非常明显;及时清理输电线路下的树木和违章建筑,防止在雷雨天气线路下的杂物引起输电线路短路接地故障;要有防止车辆撞线路杆塔的措施,防止外力破坏,特别是要对同塔多回重点加强保护。
1.4 采用不平衡绝缘方式
为了节省走廊用地,在现代超高压和特高压输电线路中,采用同杆塔架设多回线路的情况日益增多。为了避免线路落雷时多回路同时闪络跳闸而造成完全停电的严重情况,在采用通常的防雷措施仍无法满足要求时,可采用不平衡绝缘的方案。即使某一回路的三相绝缘子片数少于另一回路的三相绝缘子片数,这样在雷击线路时,绝缘水平较低的那一回路将先发生冲击闪络。闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平。采用不平衡绝缘的方案由于使其中一回路导线将先发生冲击闪络,影响了电网的供电可靠性因而在输电线路中很少采用。
1.5 装设自动重合闸方式
我国110 kV及以上线路的重合闸成功率高达75%～95%,可见提高自动重合闸的投运率,是提高输电线路耐雷水平,减少雷击跳闸率,提高供电可靠性,保证电网安全的有效措施。
在实际设计中,在山区、草原、高原等多雷地区,为提高输电线路耐雷水平,减少雷击跳闸率还可以在常用措施的基础上架设耦合地线,采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻,安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置中装线路避雷器、加侧向避雷针以及可控避雷针等措施。这些措施在我国电网的实际工程中都得到了应用。但是在具体应用时,应综合考虑,多次试验。
2 输电线路防雷的综合措施
2.1 架设耦合地线
在架空输电线路下方架设一条耦合地线是在雷害事故多发区提高线路反击耐雷水平降低反击跳闸率的一种新型的防雷技术。对老旧和运行效果不好的线路,可以根据地形和地貌状况加装耦合地线,提高耦合系数[3,4],原理如式1所示:
式中,U′d为增设耦合底线导线上的感应电压(kV); Ud为导线上的感应电压(kV); Ub为避雷线上的感应电压(kV);UO为耦合地线上的感应电压(kV);I为雷电流幅值(kA); hd为线路导线对地平均高度(m);S为雷击点距线路距离(m);K为导线与避雷线及架空耦合地线之间的耦合系数。
耦合地线是具有分流作用和增大导线与地线之间的耦合系数,减小等值波阻抗,降低绝缘子串电位的作用;耦合地线增大了雷击杆塔雷电流的分流作用,使塔顶电位降低;耦合地线可以提高杆线处的“地”电位面,导线所处大气场等电位面相应降低,使杆塔有效高度相应减小,从而在雷击塔顶时导线上感应电压分量减小,相当于杆塔本身电感量减少,提高耐雷水平降低跳闸率。运行经验表明,安装耦合地线是降低线路雷击跳闸率的重要措施。
以110ZSG杆塔为例,杆塔接地电阻15 Ω,绝缘子串50%击穿电压设为700 kV。计算得到的不同杆冲击塔接地电阻Rch对应的线路耐雷水平I如图3所示,图中H为耦合地线在杆塔上的悬挂点高度。耦合地线高度变化时,相应的提高线路耐雷水平的效果也不一样,悬挂高度为18 m和15 m时对应的提高线路耐雷水平的效果最佳,即使杆塔冲击接地电阻达40 Ω,线路的耐雷水平仍达40 kA。可见,采用耦合地线对提高线路的耐雷水平效果明显,且免维护。因此在局部高土壤电阻率地区,可以采用加装耦合地线的方法来提高线路的耐雷水平。
2.2 采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻
在山区、草原、高原等多雷区,雷电活动十分频繁,土壤电阻率一般较高,经常发生雷电绕击和反击,采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻,是架空输电线路防雷保护的有效措施。负角保护针的安装在一定程度上能够降低线路的雷击跳闸率。然而,负角保护针不同的安装方式对应的防绕击效果不同。利用装针后线路绕击和反击跳闸率的计算方法,结合图1的计算参数,分析了总跳闸率与不同雷电流下负角保护针的安装位置、安装角度和安装长度的关系,结果如图2、图3、图4所示[5]。
(1) 安装位置的影响
图2表明,负角保护针长为3 m,安装角度为0°时,安装在导线横担支架处比安装在避雷线横担支架处的防雷效果相对好一些。当地面倾角小于20°时,防雷效果间的差异并不明显。
(2) 安装角度的影响
由图3表明,负角保护针长为3 m,安装在导线横担支架处时,安装角度为0°和30°的防雷效果很相近,但效果仍然是安装角度为0°时的图3杆塔参数防雷效果最好。
由此可知,对于单回线路杆塔,负角保护针宜安装在导线横担处,安装角度为0°(即水平放置),长度取2 m～3 m之间;按此种安装方式,当接地电阻为20 Ω时,负角保护针将总跳闸率降低5%左右。
2.3 安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置
2002年,日本的M.Tsukima,McBride等人通过实验证明了气流能够直接驱动电弧运动,并且气吹灭弧对提高微型断路器MCB的开断性能具有积极作用[6,7]。在架空输电线路上安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置,能够在线路发生雷击闪络时有效地保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,在疏导雷电能量后能够迅速切断工频续流电弧,实现既可以限制绝缘子的外部过电压又可以避免断路器频繁跳闸的功能。
喷射气流灭弧防雷间隙装置硬件结构如图5所示。喷射气流灭弧防雷间隙装置包括高压侧连接体、接地连接体、喷射气流灭弧器、信号采集装置、高压电极、接地电极等部件,高压侧连接体与接地连接体分别连接到对应的电极上,对应的电极之间形成的电极间隙距离可以调整以适应不同的电压等级。整个装置通过高压侧连接体、接地连接体与绝缘子串并列地悬挂在一起。
实际应用中,当线路正常运行时,两电极之间电位差等于单相对地电压,未达到气隙的临界击穿电压,两电极之间没有电弧,无法启动气体发生器。当雷电击中杆塔或导线时,强大的雷电过电压以波的形式通过导线传到线路绝缘子串处,由于该防雷间隙装置的绝缘强度低于被保护线路的绝缘水平,防雷保护间隙首先被击穿,将大量雷电流泄入大地,使过电压大幅度下降,从而起到保护线路和电气设备的作用。雷电流持续时间非常短(国际标准给出的雷电波最长时间仅为2 ms),幅值非常高,可以启动气体发生器,在很短的时间内(40 ms)产生大量喷射气体并形成强气流,迅速熄灭工频续流电弧并抑制电弧重燃,避免了断路器的频繁跳闸。
广西大学电气工程学院的王巨丰、黄维、曲振旭等人利用实验的方法模拟了35 kV线路绝缘子串发生雷击闪络后,强气流灭弧防雷保护间隙迅速启动灭弧装置,并在4 ms内熄灭工频续流电弧的过程。实验认为:在气体发生装置启动后,高速气流对间隙间的工频电弧产生强烈的冲击,电弧被迅速拉长脱离间隙下电极至熄灭;从高速气流产生至电弧熄灭的整个过程持续40帧,历时约为4 ms;在强气流的多重灭弧效应共同作用下,间隙间的电弧能够在很短的时间内被熄灭[8]。
2.4 安装线路避雷器
(1) 线路避雷器提高线路耐雷水平的技术原理:
将线路避雷器与绝缘子串并联安装,当雷电绕击线路或雷击杆塔将在绝缘子串两端产生的过电压超过避雷器动作电压时,避雷器可靠动作,利用阀片的非线性伏安特性,限制避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压;雷电流经避雷器泄放后,流经避雷器的工频电流仅为毫安级,工频电弧在第一次过零时熄灭,线路两端断路器不会跳闸,系统恢复到正常状态。
(2) 合成绝缘子绝缘线路氧化锌避雷器的主要特点:
因其残压低使其作为限压装置的性能很优越;视线路的具体实际工程应用可以做成带间隙或无间隙型避雷器;通流能量大,可以很大程度上吸收过电压带来的能量。
(3) 线路安装避雷器的防雷分析:
雷击杆塔时雷击电流i一部分经避雷线流到相邻杆塔,一部分经杆塔入地,杆塔接地电阻(用冲击电阻Rch来表征)呈暂态特性,杆塔接地线附加电感值为L。则塔顶电位
对于110 kV输电线路,在杆塔上安装一组MOA如图6所示,计算可得荷电率为0.837,线路安装一组避雷器时线路耐雷水平Iw将提高约2.5倍。连续安装3组避雷器还进一步提高Iw,但投资也会相应的提高。
线路避雷器动作时从避雷器分流流入导线的i分量远远大于从避雷线分流流入导线的i分量,这种分流的耦合作用将导线电位提高,使:(Ut-UL)>U50%,UL和Ut的波形如图7所示[9],绝缘子不会闪络,故线路避雷器具有很好的钳电位作用,此即其防雷的明显特点。
110 kV线路避雷器应能承受96 kV的工频过电压,但额定电压取得再高也意义不大[10]。考虑到系统最高电压和工频过电压最大值同时出现的概率很小,额定电压选择90 kV也是可以的,但是为了工程安全考虑,带间隙避雷器额定电压选用96 kV。串联外间隙距离取500 mm(±5%)为宜。
在杆塔上安装一组MOA后的荷电率为0.837,线路安装一组避雷器时线路耐雷水平Iw将提高约2.5倍。连续安装3组避雷器还进一步提高Iw,但投资也会相应的提高。图8为安装在内蒙500 kV架空输电线路托源Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ线路上的塔头线路避雷器。
2.5 加侧向避雷针
安装侧向避雷针在架空输电线路的架空地线和杆塔上,用于防止雷电绕击输电线路导线,在杆塔顶部两侧适当位置应安装杆塔侧针,以防护进入杆塔侧面地线屏蔽失效区的低空雷电先导,补充地线及其侧针屏蔽的不足。双地线安装方法示意图如9所示,安装后的现场效果如图10所示。
2.6 架设可控放电避雷针
根据公式2计算单根可控放电避雷针的保护半径见图11所示。
rx=(h-hx)tan65°≈2.14(h-hx) (2)
图11中,h为针离地面的高度(m),hx为导线高度(m)。对于500 kV输电线路由于其对地高度较高,常在塔顶两边各架设可控放电避雷针,其保护范围也相应增加。
塔顶装设避雷针符合传统防雷理论,因线路弧垂使中问段保护角小于近杆塔段,因此杆塔处为绕击率较大区域,在塔顶安装避雷针后,杆塔附近的雷将会落在避雷针上,通过杆塔入地,减少了线路遭绕击的概率。
2.7 安装架空地线避雷针
通过在架空地线上合理装设防绕击避雷针,有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击转化为反击加以控制,大幅度降低雷击故障跳闸率。图12为安装在雷电频繁发生区域500 kV架空输电线路上防绕击避雷针。工程经验表明,在架空地线上合理装设防绕击避雷针,可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击控制转化为反击,大幅度降低雷击故障跳闸率。
3 结束语
目前降低线路杆塔接地电阻,架设避雷线路,加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸等这些常规措施在输电线路防雷保护方面起到了一些非常有效作用。在这些常规防雷保护方式的基础上,通过理论分析结合实际工程经验,我们认为架设耦合地线,调节保护角,安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置,安装线路避雷器,加侧向避雷针,架设可控放电避雷针,安装架空地线避雷针,安装线路塔头避雷器等方法可以有效地提高输电线路的防雷作用。
参考文献
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架空输电线路防雷浅析 篇2
【关键词】电力；架空线路；防雷
引言
雷电是一种大气放电现象，产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面吋（地面上的建筑物，架空输电线等） ，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。雷电一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害，如雷击危及人身和电力设备安全，当家用电器、计算机机房直接遭雷击或感应雷时将会被损坏，有时还会引起火灾等。
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
1、雷击线路跳闸原因
高压架空输电线路遭受雷击的事故主要与四个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。高压架空输电线路各种防雷措施都有其针对性，因此，在进行高压架空输电线路设计时，我们选择防雷方式首先要明确线路遭雷击跳闸原因。
1.1架空输电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。山区高压架空输电线路的绕击率约为平地线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节；一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。
1.2架空输电线路反击成因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值，即Uj> U50%时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。
2、架空线路防雷基本情况
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用；输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：
（1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
3、架空线路防雷措施
清楚了架空输电线路雷击跳闸的发生原因，我们就可以有针对性的对线路所经过的不同地段，不同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。目前线路防雷主要有以下几种措施：
（1）加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感應过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
（2）降低杆塔的接地电阻输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，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，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。
（3）增设耦合地线藕合地埋线可起两个作用，一是降低接地电阻，《电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埋设1—2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，此时对工频接地电阻值不作要求。国内外的运行经验证明，它是降低高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的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的藕合作用。根据运行经验，在一个20基杆塔的易击段埋设藕合地埋线后，10年中只发生一次雷击故障，有文献介绍可降低跳闸率40%，显著提高线路耐雷水平。
在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可增设耦合地线，由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压送电线路的耐雷水平。
（4）安装线路避雷器或避雷线。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的架空输电线路上选择性安装避雷器。加装线路避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷器传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷。通常当雷电击中输电线路时，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，有时甚至达到几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，甚至造成停电事故。然而，使用避雷线可以遮住输电线路，使雷只落在避雷线上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流导入大地。一般来说，输电线路的电压愈高，采用避雷线的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线。
（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，制作、安装和运行维护方便，以及经济花费不多是其特点。
4、结束语
架空输电线路防雷措施的研究 篇3
江西省地处亚热带湿润季风气候区, 雨量充沛, 雷暴活动频繁, 属于高雷区、强雷区, 雷击灾害十分严重。有些地方多雷地区线路雷击跳闸次数可以占到总跳闸次数的40~70%[1], 极大地影响了居民的日常生活和工业用电。因此梳理分析雷害的种类和原因, 提出可操作的防护措施, 最大限度地减少雷害造成的损失, 就显得尤为必要。
1 雷击过电压的种类及雷击危害
根据过电压形成的物理过程, 在500千伏输电线路上产生的雷击过电压可以分为两个不同的概念。一种是直击雷过电压, 分为反击和绕击两种情况。长期的运行经验表明, 超高压输电线路跳闸主要不是反击, 而大部分是绕击引起的。尤其是在地形相对复杂的山区, 发生绕击的概率与平原地区相比远远高于反击。另一种是感应雷过电压, 雷电击中线路附近的地面, 由电磁感应引起导线上的过电压, 幅值一般在300~400千伏左右。
雷电对输电线路危害最大的是直击雷过电压, 因为它的峰值很高, 可达上百万伏破坏性很强, 在输电线路上极其容易可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿, 击断导、地线造成跳闸停电事故, 更有甚者造成人身伤亡事故。
2 防雷措施的研究
对输电线路开展防雷治理时, 首先应对线路电压等级、杆塔塔型、所处雷区等级、典型地形、接地电阻等参数进行综合分析, 在此基础上为线路设置保护措施防止雷电波的入侵, 从源头上降低累计跳闸率。
2.1 装设避雷线或耦合地线
避雷线就是我们平时所说的架空地线, 架设在导线上方, 110千伏及以上电压等级的输电线路都应全架设避雷线, 保护整条线路免遭雷击, 最主要是防止雷电直击导线, 分流雷电流, 还有对导线起屏蔽和耦合作用。架空线路装设避雷线后, 雷电流可沿避雷线顺着杆塔经接地引下线进入大地, 从而保护线路不受雷电侵害。通常来说, 线路电压等级越高, 采用避雷线的效果就越好。500千伏及以上输电线路都架设双避雷线, 而且输电线路离地面越高, 保护角就得越小。对于已经装设了避雷线的线路, 还可以在导线的下方再增加一条架空地线, 称为耦合地线[3]。
2.2 降低杆塔接地电阻
接地电阻值的大小是影响杆顶电位的关键性因素。接地电阻越小, 一旦遭遇雷击, 雷击时杆顶电位就越低, 对线路造成的过电压也就会随之越小, 反之则反。随着输电线路运行年限的增加, 接地网容易出现老化腐蚀等现象, 造成接地电阻阻值超过设计值。所以, 架空输电线路要按计划开展接地电阻检测, 对不合格的予以及时改造。一般来说, 常用的降低接地电阻的方法主要有以下六种: (1) 延长或增加接地射线; (2) 增加人工接地体; (3) 集中接地法; (4) 换土法; (5) 化学处理; (6) 深埋接地体法。
2.3 提高架空线路耐雷水平
绝缘性能的好坏, 直接决定线路的绝缘水平。因此在满足线路正常运行和内过电压要求的前提下, 要充分考虑加强线路绝缘, 使线路始终满足架空输电线路运行规程的要求。一般而言, 主要措施有以下四种: (1) 在充分降低接地电阻的前提下, 个别高杆塔增加绝缘子; (2) 把普通绝缘子换成爬电比距更大的绝缘子; (3) 定期对绝缘子进行检测, 及时更换低值、零值和破损等不合格的绝缘子; (4) 初设时增加预算, 新建线路提高设计标准。
2.4 安装负角保护针
负角保护针适用于220千伏及以上输电线路, 110千伏线路不适合安装负角保护针。架空线路装设负角保护针后, 就是想利用传统避雷针的引雷原理, 将部分可能绕击导线的雷电流通过负角保护针引至杆塔成为反击雷, 一句话就是“引绕击为反击”。安装负角保护针的杆塔必须保持较小的接地电阻, 并且接地导通良好。
2.5 安装可控放电避雷针
江西500千伏线路应用的可控放电避雷针, 主要由针头、储能控制装置、引下导体及接地四个部分组成。该可控放电避雷针通过动态环和储能装置控制针头电场, 使它能够在雷闪发生前产生向上的先导, 从而引发上行雷闪, 由于上行雷闪雷电流幅值小, 平均小于7千安, 陡度低而且不绕击, 故该可控放电避雷针可有效降低雷电绕击概率, 应用前景广泛, 具有极高的推广价值意义。
2.6 安装线路避雷器[4]
线路避雷器通常与绝缘子串并联安装。当出现不正常电压时, 避雷器将发生动作, 起到有效保护输电线路的作用。当线路在正常工作电压下运行时, 避雷器不会产生任何作用。一旦发生雷击, 绝缘子串两端的过电压首先超过避雷器的导通电压, 避雷器就会动作, 动作后使一部分雷电流经避雷器流入导线, 使绝缘子串两端电压得到有效的控制, 从而大大减少绝缘子串闪络的可能性。当过电压消失后, 避雷器迅速恢复原状, 使线路恢复正常工作。
3 防雷工作的建议
(1) 雷电危害一方面与雷电活动密切相关, 另一方面与塔型、地形、绝缘配置和设备等多种因素有关。因此, 防雷工作应认真调查研究, 做好地理、气象、运行情况等数据的统计分析, 分析受雷击的主要原因, 因地制宜采取综合防雷措施。
(2) 任何防雷措施都不能彻底地解决雷害问题, 要提高防雷认识, 多分析多总结, 密切和相关科研单位的合作, 及时改进现有防雷的措施。
(3) 对线路历年雷击资料以及各种防雷措施投运后的实际效果进行统计, 建立一整套完整详实的防雷台账, 为防雷决策提供有力的数据支撑。
4 结束语
雷电活动具有很强的分散性, 活动规律也比较复杂, 对线路造成的危害不可能完全消除和避免。对此, 运维单位首先要积极介入参与对线路的设计, 尽可能从设计源头上采取有效措施降低线路雷击跳闸率。再者要改进架空线路防雷整治思路, 加大对输电线路防雷的投入, 结合线路段的实际积极开展差异化防雷工作。最后必不可少的一环是加大输电线路的运维力度, 加强对雷电活动的监测和预防, 做好线路防雷的大修和技改工作, 提高输电线路的健康水平, 降低其雷击跳闸率。
摘要：近年来江西省电网发展比较迅速, 500千伏输电线路已由2005年的5回总长551公里, 发展为如今的52回总长近4000公里。由于线路里程的扩张, 线路走廊日趋紧张, 很多输电线路走廊跨越崇山峻岭和雷击多发区, 极易受到雷害的侵袭。为此, 分析雷击过电压的种类以及雷击危害, 根据历年来江西超高压防雷整治的经验, 提出了一些行之有效的防雷措施。
关键词：输电线路,雷击跳闸,防雷措施
参考文献
[1]吴伟智.架空输电线路的防雷措施[J].电气时空, 2009.
[2]曾昭桂.输配电线路运行和检修[M].中国电力出版社, 2007.
[3]王有才.架空输电线路雷击事故的预防及控制[J].科技信息.
10千伏架空线路防雷措施探讨 篇4
关键词：10千伏 架空线路 防雷措施
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—048—02
1 10千伏架空线路的雷击特性
从物理学角度讲，在雷雨天气发生的时候，雷云底部通常带大量负电荷，而地表和建筑物表面在被雨水淋湿的情况下具有较强的导电性，而雷云下方的负电荷受影响，使大地表面被雷云电荷感应产生正电荷，这些电荷在下行先导作用的激励下，就会聚集到较为突出的尖顶金属部位，其中最主要的就是与大地表面有接触的电线杆塔以及线路附近的凸出地面的物体的顶部，一旦这些物体与雷云电荷下行先导之间的空气间隙距离接近一定的限度的话，线路就容易遭受雷击。常见的雷击线有雷击杆塔顶部、雷击输电线路的导线以及雷击避雷线。以下笔者将具体阐述这三种不同情况下10千伏架空线路的雷击特性。
1.1 雷击杆塔顶部
对于杆塔顶部而言，由于杆塔顶部的地线横担的线夹、角钢头以及连接螺丝等凸出物通过杆塔可以与大地表面产生接触，并通过产生如同避雷针尖端效应般的杆塔顶部迎面先导，和雷云电荷下行先导的有效激励点，进而通过有效控制杆塔顶部迎面先导与雷云电荷下行先导之间的雷云电荷泄漏通道截面，来限制通过杆塔顶部泄漏雷云电荷的力度。
1.2 雷击输电线路的导线
由于绝缘子串绝缘，导线与大地表面无电器连接，大地表面的感应电荷云无法直接积聚到导线上，因而输电线路导线并不具备迎面先导条件，直接遭受雷击的概率和可能性也较小。但是，在雷云电荷下行先导向线路附近的地面凸出物发展的过程中，导线电压有可能直接与雷云电荷下行先导电位叠加，引雷接闪，导致雷电绕击导线。
1.3 雷击避雷线
众所周知，避雷线具有对导线进行避雷保护以及防止导线遭遇直接雷击的功能，正是鉴于避雷线具有接地良好的特性以及较强的导电功能，档距中央的避雷线在雷云电荷下行先导的激励下也会产生向上的避雷线迎面先导，受限于激励点处的避雷线与大地之间的接触不是很好，以至于大地表面的感应电荷只能积聚到沿两侧杆塔的激励点处，这就严重削弱了避雷线迎面先导的功效，这样就非常容易引发雷击避雷线的现象。
2 10千伏架空线路的防雷措施
通过对输电线路雷击特性的分析可以看出，要探寻到最具有实用价值最有效的10千伏架空线路防雷措施，就要全面解决雷击杆塔顶部、雷击避雷线及雷电绕击导线这三种输电线路雷击形式。以下分别从防雷方法和防雷设计两个方面就10千伏架空线路防雷措施进行说明。
2.1 10千伏架空线路的常用防雷方法
（1）降低杆塔接地电阻。
降低杆塔接地电阻，同时配合以增加杆塔绝缘子串片数或安装线路避雷器，这是目前最为常用的防雷方法，其优点在于可有效提高杆塔绝缘子串的避雷水平，但是这种优势仅限于实践在发生雷害以后，预防性和前瞻性较差，同时费用较高，维修难度大，因而具有较大弊端。
（2）安装线路避雷器。
配合降低杆塔接地电阻，与第一种方法相类似，这种方法也适用于雷害产生后，不具有预防和避免的功能，但相较于第一种方法，还是具有防止雷电直击杆塔、避雷线或绕击导线时造成杆塔绝缘子串闪络的作用，可收到良好效果，但这种方法对塔杆接地电阻要求较高，前期投入费用较大，而且维护也具有相当难度，因此应用也并不广泛。
（3）安装线路型头部分裂均压式避雷针。
这种方法主要利用线路型头部分裂均压式避雷针屏蔽保护杆塔顶部。这种方式的优点在于避雷效果好，价格便宜，而且几乎不需要维护，因此具有较好的发展前景。
2.2 10千伏架空线路的无雷害综合性防雷设计策略
无雷害送电线路是一种综合性防雷系统，由于雷电直击杆塔、避雷线或绕击导线的复杂性，一般的单一方法，很难从根本上预防送电线路的雷害问题。而无雷害输电线路主张，对有可能遭受雷击的每一基杆塔、每一档导线都进行防雷设计，进而达到整体防雷的效果。
所谓的无雷害综合性防雷系统就是在避雷线屏蔽保护导线的基础上，有效防止雷电直击导线及杆塔，进而大大降低使雷电的击杆概率，同时通过科学设计线路的易击杆塔的雷电绕击侧的线路避雷器，可以有效防止雷电绕击导线时容易产生的杆塔绝缘子串闪络问题。这种设计就要要求输电线路的防雷措施必须同时具备防止雷电直击杆塔及导线和防止雷电绕击导线的双重功效，还要兼具施工周期短、维修简便、使用寿命长以及价格便宜等诸多优点，适合在较大范围内广泛使用。
3 10千伏架空线路防雷工作的注意事项
结合大量的10千伏架空线路的防雷工程实践，笔者总结认为，10千伏架空线路防雷工作的注意事项如下，也只有充分做好以下工作，才能从根本上保证送电线路避雷的安全性和可行性，真正达到躲避雷害的效果。
（1）从实际出发。在设计送电线路防雷技术措施实施方法的过程中，要进行技术经济考量和对比。做最合适的选择，同时要强调，已运行线路还可能受杆塔结构强度、高度等条件的制约和影响，结合实际情况，杜绝不合理施工或影响其他用电线路的现象出现。
（2）雷电危害与气候、环境、地质、设备等多种因素有着紧密的联系。因此，在制定从电线路防雷工作计划的同时，设计施工管理人员都应深入一线，探查当地雷雨情况和气候环境的特点，掌握现场第一手资料。并结合资料，有针对性地制定适宜当地特色的综合性防雷措施。
（3）注重送电线路避雷措施的时效性，任何送电线路防雷措施、设施都不能一劳永逸，要时刻关注当地气候变化和用电线路发展，不断革新技术、完善线路，同时要定期对线路进行避雷测试、维护和检修。使其充分发挥其应有的作用。避免可预见性危险和突发状况的产生。
（4）应该详细记录和分析相关线路往年的雷击情况和各种防雷措施所带来的实际效果，并建立相应的档案记录资料。并对已发生状况和避雷效果进行分析对比，积累真实客观的第一手资料，积累经验，为进一步完善送电线路的防雷机制提供重要的参考资料。
（5）施工前，应对设计师采集的原始数据进行再次整理和对比，如当地气候地形、地貌、地质情况、已运行线路雷害情况等都应在此进行实测，以免出现数据老化、错误等现象，同时在施工的过程中，要不断结合新经验、新技术、不断完善，对可预见性问题加以预防，真正实现合理施工。减少后续问题可能出现的几率，增强送点线路的安全性和使用寿命。
（6）接地装置施工要规范严格。施工过程要细致精准，接地电阻测试要客观真实，对每个部件都应做到准确控制、精心度量。避免由于粗心错误导致的施工误差，影响整个送电线路的避雷能力。
（7）对于送电线路防雷措施科学试验推广应宜谨慎，不能随意得出结论，每项新技术和新成果的产生都应经过较长年份实践检验后，才能推出被应用于实践当中，不全面、不成熟的成果随意应用是十分不负责任的行为，其带来的后果将是十分严重的。
4 结语
10千伏架空线路防雷问题已广泛引起人们的关注，其不仅关系到用户正常用电问题，还关系到雷害对人们日常生活的影响，因此，笔者认为，进行10千伏架空线路防雷问题的研究十分必要。在防雷问题的研究和分析过程中，首先一定要明确雷害主要发生在送电线路的哪些位置，以及应以怎样的方式加以预防，同时要注意结合时下最新技术和研究成果，以科技作为预防雷害的指导因素。与此同时，在实践过程中，仍有较多问题需要注意，这些注意事项广泛涵盖实施送电线路问题的设计、前瞻、施工、数据分析等众多方向，主要在于培养施工人员和设计人员的态度和责任心，进而加强对送电线路整体的掌控和防雷效果。从根本上减少雷害，以实现防雷的效果。
参考文献：
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[4] 郑江，林苗.线路避雷器在防雷中的作用研究[J].电瓷避雷器，2006（06）.
刍议架空输电线路防雷保护措施 篇5
针对雷击事故的四个阶段, 输电线路在采取防雷保护措施时要做到以下四点:1) 防止雷电直击, 防止输电线路不受直击雷。2) 防止雷电闪络, 防止输电线路受雷后绝缘不发生闪络。3) 防止雷电建弧, 防止输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。4) 防止停电, 保证输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
对生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施如下。
1 架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线, 同时还具有以下作用:1) 分流作用, 以减小流经杆塔的雷电流, 从而降低塔顶电位;2) 通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压;3) 对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说, 线路电压愈高, 采用避雷线的效果愈好, 而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此, 110kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
同时, 为了提高避雷线对导线的屏蔽效果减小绕击率, 避雷线对边导线的保护角应做得小一些, 一般采用20°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右, 500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线, 保护角在15°左右。
2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题:1由于避雷针而导致雷击概率增大。2) 保护范围小。由于避雷针的引雷作用, 所以雷击次数就会提高, 当雷电被吸引到针上, 在强大的雷电流沿针而流入大地过程中, 雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压, 它与雷电流的大小及变化速度成正比, 与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用不能达到有效屏蔽, 使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。3) 反击的危害。当雷电被吸引到针上, 将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置, 此时针和引线的电压很高, 若针对被保护物之间的距离小于安全距离时, 会由针及引下线向被保护物发生反击, 损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离不小于5m, 针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3m, 针对这一要求, 微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范要求的。4) 电磁感应问题。在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中, 会在周围产生强大的电磁场, 它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场, 可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电, 从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备 (通信设备, 计算机设备等) 的失灵与损坏。受雷击的针及引线, 在高频雷电流作用下, 将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时, 在入地点沿半径各点形成不同的电位, 若跨入该区域会产生很高的跨步电压。
3 加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔 (如:跨河杆塔) , 这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高, 感应过电压大, 而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率, 可在高杆塔上增加绝缘子串片数, 加大大跨越挡导线与地线之间的距离, 以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
4 采用差绝缘方式
此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统, 并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘, 是指同一基杆塔上三相绝缘有差异, 下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子, 当雷击杆塔或上导线时, 由于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿, 雷电流经杆塔入地, 避免了两相闪络。据计算, 采用差绝缘后, 线路的耐雷水平可提高24%。
5 采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上, 同杆架设的双回路线路日益增多, 对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时, 可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率, 以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异, 这样, 雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络, 闪络后的导线相当于地线, 增加了对另一回路导线的耦合作用, 提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络, 保障了另一回路的连续供电。
6 耦合地埋线
耦合地埋线可起两个作用:1) 降低接地电阻连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1根～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土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。2) 起一部分架空地线的作用, 既有避雷线的分流作用, 又有避雷线的耦合作用。
7 预放电棒与负角保护针
预放电棒的作用机理是减小导、地线间距增大耦合系数, 降低杆塔分流系数, 加大导线、绝缘子串对地电容, 改善电压分布;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, 以及经济花费不多是其特点。消雷器是一种新型的直击雷防护装置, 在国内已有十余年的应用历史, 目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套, 运行情况良好。
8 使用接地降阻剂
近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂, 取得了较好的降阻效果, 据有关资料介绍, 降阻剂使用后接地电阻随时间的推移而下降, 并且由于其pH值一般均在7.6～8.5之间, 有的呈中性略偏碱, 对接地体有钝化保护作用, 故基本无腐蚀现象。但是, 使用较长时间表明接地降阻剂对接地体产生了严重的腐蚀。
9 采用中性点非有效接地方式
在我国35kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除, 不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时, 由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线, 增加了分流和对未闪络相的耦合作用, 使未闪络相绝缘上的电压下降, 从而提高了线路的耐雷水平。因此, 对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔, 必须做好接地措施。
综上所述, 架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于架空输电线路绝大部分采取裸导线的方式, 故极易受到外界的影响和损害, 其中最主要的是雷击。在雷雨季节, 雷击停电事故会给生产生活带来巨大损失, 因此, 电网防雷是一项非常重要的工作。
参考文献
基于架空输电线路的防雷措施探讨 篇6
各个地区的变电站和发电站都要通过架空输电线来连接, 然后进行输送电能, 从而形成配电网。对于雷电天气的影响, 必须采取防雷措施来保证电力系统的正常运行。接地是架空输电线做好防雷措施的首要前提, 而输电线路其中一个重要的构成就是杆塔接地装置, 其功能是把雷电转移到地表, 以达到绝缘设备保护的目的, 降低雷击跳闸率。完善接地装置才能使雷击跳闸率降低。而且要在架空线路安装避雷线, 其目的是为了避免雷电直接对导线造成伤害, 产生过电压, 避雷线的安装也可能将雷电流转移到地面, 从而确保电力系统电力的稳定。
二、雷电的危害
雷电对输电线具有很大的危害性, 会影响输电稳定性, 其具体危害如下:
首先, 雷电产生的电流, 发射出来, 产生雷击点, 而在雷击点周围的导线会因为受到电流的影响, 产生过电压, 击穿输电线路的绝缘体。
其次, 如果雷电流通过一定的导体, 导致大量的热量产生, 造成避雷线断裂, 影响输电线路。
最后, 在雷电进行放电的过程中, 可能产生强大的电流, 导致输电线路被劈裂, 或者杆塔被损坏。
三、架空输电线路防雷措施
(一) 架空输电线路安装避雷线。
在架空输电线路中安装避雷线是防雷措施中最基本的措施, 其可以有效地防止雷电直接损害输电线。它发挥着重要的作用, 其一, 避雷线可以使雷电放电到地面时, 雷电流降低, 使得塔顶电位降低, 防止被雷击。其二, 避雷线的设置可以减少雷击, 保护绝缘子, 以免产生绝缘子闪络现象。其三避雷线的设置可以屏蔽雷电流和导线之间的接触, 使其输电线路的过电压降低, 保证电压稳定, 有利于电力系统的正常运行。
(二) 架空输电线路安装避雷针。
避雷针安装在架空电线杆上, 这种防雷措施是现阶段我国经常使用的措施, 但是, 在避雷针安装时有许多问题, 要特别注意, 其问题如下:1在架空电线杆上安装避雷针, 要经过科学的分析之后, 才能进行安装, 不然会使避雷针发挥不了作用, 容易被雷击中。2通过科学的分析, 在架空线路上安装了避雷针, 但是, 其线路保护的范围还是相对比较小的, 无法达到彻底防雷的效果。3架空电线杆上安装避雷针, 有时会造成雷电被反击, 对电路造成更大的伤害。4因为避雷针可以把雷电转移到地面, 但是在这过程中, 会产生大范围的电磁场, 造成各种电子设备受到影响, 不能正常运行。而且受到电磁场的影响, 使得电力设备发生异常工作情况, 严重者会引发安全事故, 其中经常发生的状况就是造成电子设备被损坏。5避雷针把雷电流转移到地面上, 并且发生扩散, 在雷点周围就会产生不同电位的电流, 导致这个区域电压升高。因此, 避雷针不要设置在弱电设备中, 因为避雷针不能进行全面的保护。而且也不要安装在容易燃烧和爆炸的设备中, 因为雷电流到地面, 会产生危险, 造成安全事故。
(三) 输电线路要加强绝缘。
对于特殊的地区, 需要建造大跨度高杆塔, 通过高杆塔进行电力输送, 此种情况被雷击中的可能性很高, 因为其塔顶电位高的特点, 如果发生雷电现象, 会增大过电压, 而且会产生绕击, 造成安全事故频发, 所以, 在输电线路运行中要适当地使绝缘子的数量增加, 也可以根据拉大地线和导线间的距离来加强绝缘, 使其跳闸率降低。
(四) 利用差绝缘方式。
通常情况下, 差绝缘方式主要适用于间接接地或消弧线圈接地的电力中, 输电线的排列要呈现三角形的形状。差绝缘就是在相同的杆塔中, 三相绝缘都呈现着不同的姿态, 其中下面有两相绝缘子, 它要面对上面的一相绝缘子。当雷电发生, 上面的绝缘子抵挡能力差, 容易被击中, 但是下面有两相绝缘子, 致使雷电流也会被转移到地面, 降低了事故发生的几率。
(五) 采用不平衡绝缘方式。
在高压线路中, 工作人员一般采用双回路线路, 因此, 其一般防雷措施不能达到要求, 因此, 可以采用不平衡绝缘方式, 这种方式可以降低被雷击概率, 而且还可以避免跳闸的发生, 以此保证电路的稳定, 确保电力正常的运行。其原理就是利用绝缘子串片数差异性, 因此, 雷电发生时, 片数少的绝缘子串会先发生闪络, 使得另一导线的耦合作用被增加, 使其抵抗水平提高了, 避免发生闪络, 使其另一线路保持供电。
(六) 藕合地埋线。
藕合地埋线对于防雷有很多作用, 其作用如下, 首先, 可以使接地电阻降低。根据输电线路指南, 输电线路要在地中埋一到两根接地线, 即连续伸长接地线。还要连接杆塔装置, 没有规定工频接地电阻值标准, 根据国内外的运行经验可知, 它能够有效地降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻。同时还能够对架空地线起到积极的作用。它不仅具有避雷线的分流作用, 还具有避雷线的藕合作用。根据某些单位所运行的实践经验来看, 将耦合地埋线埋在一个具有20基杆塔的易击段, 在这10年中仅仅只出现过一次雷击现象, 同时还有文献介绍其能够减少跳闸率, 并能够提升线路防雷的水平。
(七) 使用接地降阻剂。
通过使用降阻剂之后其接地电阻可以随着时间的变化而变化, 同时其PH值平均值大概在7.6-8.5之间, 一部分呈现中性并偏碱性, 对接地体形成一种钝化的保护, 一般没有腐蚀现象的发生。然而, 如果使用的时间较长, 则说明接地降阻剂对接地体产生了较为严重的腐蚀现象。因此在使用此种方法的时候需要重视长期的效果, 尤其需要重视对接地体的腐蚀现象。
(八) 采用中性点非有效接地方式。
这种方法能够自身消除由雷击引起的单相接地障碍, 不会引发短路以及跳闸的现象发生。但是在二相或者三相遭到落雷的时候, 其先对地的闪络的一相和一条避雷线一样, 都会加强分流以及对未闪络相的耦合作用, 促使未闪络相绝缘上的电压呈现下降趋势, 并提升了线路的防雷水平。所以, 对于35k V线路的钢筋混凝土杆以及铁塔而言, 需要做好其接地的防护措施。
结语
对于架空输电线路来说, 做好防雷措施对保证电力系统正常运行来说是必要的, 因为输电线路所处环境的特殊性, 造成输电线被雷电击中的概率上升, 因此发生电力输送电故障, 甚至是事故, 影响了供电系统的稳定性, 必须采取措施来防雷, 保证电力系统正常运行。
摘要：架空输电线路是保证电力系统进行供电的主要途径之一, 由于受到雷害事故的影响, 导致其问题频出。因此, 做好防雷措施, 避免造成架空输电线路故障, 影响正常的供电。本文主要论述架空输电线路的防雷措施。
关键词：架空输电线路,防雷,措施
参考文献
[1]袁海东.浅谈架空输电线路的防雷措施[J].科技创业家, 2013 (16) .
架空输电防雷措施研究 篇7
近年来, 我国针对220kV架空输电线路的防雷展开了一系列研究, 如清华大学就研制出适合多雷地区的220kV无间隙线路避雷器, 它具有很好的钳电位作用, 防雷效果比较明显。 但毋庸置疑, 我国对220kV架空输电线路防雷措施的改进还处于摸索阶段, 与世界先进水平还存在较大的差异, 对其展开研究势在必行。
1现阶段我国已有的输电线路防雷技术
如前文所述, 近年来我国在输电线路防雷方面进行了大量的研究, 并且取得了一定的成果, 但目前对复杂气象条件和地形条件下的防雷措施还研究得不够。具体说来, 现阶段我国已有的输电线路防雷技术主要包括以下2种:
(1) 常规防雷技术。主要包括提高输电线路的绝缘水平、 架设避雷线、降低杆塔的接地电阻、采用输电线路的自动重合闸技术、减小保护角、安装消雷器和塔顶避雷针、中性点不直接接地等。在这些常规防雷技术中, 最为常用且行之有效的是架设避雷线, 此种方式主要是通过防止雷电直击导线而发挥防雷作用的, 此外它还能够降低线路上的雷电感应过电压, 并且对雷电进行分流。
(2) 非常规防雷技术。除了上述常规防雷技术外, 近年来各种非常规防雷技术也逐渐应用到输电线路的雷电防护上。 1) 在输电线路中安装消雷器和提前发射接闪器。通过中和雷云电荷, 消雷器可以对放电雷电流进行抑制或抵消。通过提升避雷针的接闪能力, 提前发射接闪器可以扩大避雷针的保护范围。将这两者应用到输电线路上, 可以提高其防雷水平, 但由于对这两种防雷理论的研究还不是十分透彻, 因此国际防雷组织还没有认可这两类防雷产品。2) 在输电线路安装水柱引雷装置、火箭引雷装置和激光引雷装置等。但目前这些引雷装置的研究还处于完善阶段, 成熟产品上市还需要较长的时间。
2 220kV架空输电线路雷击跳闸原因分析
为了更好地制定220kV架空输电线路的防雷措施, 需要对220kV架空输电线路雷击跳闸原因进行分析。下面笔者将以荆门供电公司220kV输电线路为研究对象, 对2008—2013年间荆门地区的雷电活动情况及荆门电网220kV输电线路的雷击跳闸情况进行统计分析。
研究表明, 引发荆门电网220kV输电线路雷击跳闸事故的原因主要包括以下几个方面:
(1) 近年来荆门电网的同杆塔架设线路不断增多, 同杆塔架设线路面临的不仅仅是传统单回线路的雷击跳闸事故, 而且在山区更容易发生输电线路反击事故的危害, 从而增加雷击跳闸故障的发生率和危害程度。
(2) 近年来由于生态环境不断被破坏, 荆门地区的雷电活动频发, 从而造成220kV输电线路的雷击跳闸故障不断增多。
(3) 对于已经修建好的220kV输电线路, 由于环境等限制, 很难通过采用降低线路保护角、将关口前移等方式来提高线路的抗绕击能力, 因此限制了线路防雷水平的提高。
(4) 将合成绝缘子应用于220kV架空输电线路中, 能够极大地提高线路的耐雷水平, 但此种方式的缺点是无法实现无限制的加长, 而且目前很多使用多年的合成绝缘子本身老化程度较高, 因此加大了闪络发生的几率。
(5) 随着城镇化建设进程的不断加快, 220kV架空输电线路的建设变得非常困难, 很多线路都沿着高山布置, 杆塔被设置在山头或山坡上, 这极大地增加了输电线路遭受雷击的概率。
3 220kV架空输电线路的防雷措施
3.1提高绝缘水平
提高绝缘水平可以说是220kV架空输电线路防雷措施中性价比最高的方案之一, 它可以减小保护角、提高绕击和反击的耐雷水平、降低建弧率。以荆门电网220kV架空输电线路为例, 可以在高杆塔上增加绝缘子串的片数, 由于目前生态环境的不断恶化和雷电活动的日益频繁, 因此在选择绝缘子类型时必须综合考虑, 一般直线铁塔绝缘子可以采用一串FXBW4- 220/100型棒式复合绝缘子, 耐张铁塔绝缘子可以采用FC100P/146钢化玻璃盘式绝缘子。对于220kV架空输电线路, 一般是根据操作过电压或工频过电压的要求来选择串中的绝缘子数量, 并对线路的耐雷水平进行校核。
绝缘子的日常维护对确保其正常功效的发挥至关重要, 这就要求我们的运维人员对绝缘子的性能进行定期和不定期的检查, 一旦发现零值绝缘子, 要及时进行更换, 并且对污染较为严重的绝缘子要定期进行清理或更换。
3.2安装并联间隙
通过在绝缘子串两端并联一对金属电极, 并联间隙可以构成保护间隙, 从而有效避免绝缘子串发生雷击损坏事故, 降低220kV架空输电线路的雷击事故率。并联间隙的安装方式较多, 有首先闪络故障相安装并联间隙、一回全相安装并联间隙、 发生两相闪络时故障相安装并联间隙等。在不同并联间隙安装方式下, 220kV同塔双回输电线路的反击耐雷水平不同, 研究结果表明只有单回首先闪络相添加并联间隙对线路多相闪络的耐雷水平提升最好。
3.3降低杆塔接地电阻
对于荆门电网220kV架空输电线路而言, 大部分杆塔的接地电阻都较大, 这非常不利于雷击事故的防护。目前主要有以下方法降低杆塔的接地电阻:
(1) 因地质原因而造成的杆塔接地电阻较大 (如在砂土和岩石的地质条件下架设杆塔) , 可以通过改造来降低杆塔的接地电阻;
(2) 不是因地质原因而造成的杆塔接地电阻较大 (如接地体腐蚀或外露) , 需要针对具体原因来采取相应的措施。
笔者认为, 为了根据具体情况来制定合理的杆塔接地电阻降低策略, 施工人员需要做如下工作:对杆塔所在位置进行实地勘测, 对区域的地质条件和地形地貌等进行全面了解, 找出适合改造的地质区域;对区域的雷电活动规律和频率进行分析, 然后决定改造接地电阻值的范围;对接地体的规格进行确定, 然后认真分析输电线路的使用年限, 从而制定科学合理的杆塔降阻策略。
具体而言, 可以采取以下手段来降低杆塔接地电阻:
(1) 杆塔自身的接地电阻虽然较高, 但其附近有大量可以利用的低电阻率的物质, 在改造时可以利用这些低电阻率物质或添加降阻剂来降低杆塔的接地电阻。
(2) 通过焊接的方式, 将5根以上的角钢与接地射线进行连接。
(3) 如果杆塔的地理条件较好, 可以水平外向延伸接地线, 但接地体的长度一定要在规定范围内, 否则会降低应有的防雷性能。
(4) 通过安装接地模块来增加接地体自身的散流面积, 同时产生增强导电能力的电离子, 从而达到目的。
(5) 使用爆破接地技术对杆塔所在区域的土壤结构进行改变, 从而大幅度降低杆塔的接地电阻, 但此种方法对施工水平要求较高。
3.4强化线路防污工作
(1) 对绝缘子进行定期检查, 确保绝缘子完整和工作正常。
(2) 根据当地的气象条件等来开展定期和不定期清扫工作, 从而有效降低线路的污闪事故。
(3) 根据线路周围环境的变化来定期测定等值附盐密度, 从而及时调整污秽地区的等级分布, 确保线路的正常运作。
4结语
综上所述, 220kV架空输电线路防雷是一项长期且艰巨的任务, 目前国内虽已开发了很多这方面的产品和技术, 但成效不甚理想。我们必须清醒地认识到, 220kV架空输电线路的防雷必须结合各地的实际情况, 因地制宜, 否则可能适得其反。
参考文献
[1]虞昊.现代防雷技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2005
[2]沈培坤, 刘顺喜.防雷与接地装置[M].北京:化学工业出版社, 2006
架空输电线路防雷技术研究 篇8
电能是公众生活和社会生产的必需品,但因架空输电线路引发的停电事故和安全事故令人担忧。架空输电线路事故的重要诱因之一是雷击。据统计,雷击跳闸在线路总跳闸数中的比例高达50%～70%,在地形复杂、土壤电阻率高、雷电多发的地区,雷击跳闸事故更是频繁,给社会活动的正常进行带来了极大的不便,也造成了巨大的损失,因此应用和创新架空输电线路防雷技术迫在眉睫。
1 架空输电线路防雷概述
架空线路是当下电力企业普遍采用的输电方式,其通过连接不同区域的发电站、变电站和负荷点,实现电能输送或者是交换,从而形成电压等级不同的配电网。因其位置、高度、长度等的设置需要符合建设要求,因而不可避免地会出现雷电过电压现象,造成雷击跳闸引发停电等事故,严重影响了电能输送的安全性与可靠性。所谓雷电过电压是指因大气雷云在架空线路中发生放电形成的过电压现象,主要分为直击和感应2种类型。其中感应过电压的最大峰值可达300～400 kV,易在低于35 kV的架空输电线路中出现绝缘闪络现象。高于110 kV的输电线路具备较强的耐雷性能,通常不会发生闪络。直击过电压则主要体现为反击和绕击2种形式,虽然避雷线档距中央遭受雷击也可造成跳闸,但该种情况较为少见。
2 架空输电线路遭受雷击的影响因素
接地装置是实现接地网与接地极连接的设备,是架空输电线路的重要构成部分,具有防止雷电进地、保护绝缘设备、减少雷击跳闸的作用,但其也存在一些隐患,如因安装不到位致使其实际电阻与预设电阻存在出入、地网遭受化学腐蚀等,造成其不能有效应对雷击事故。
塔杆是用于支撑架空输电线路的物体,其材质通常为钢材或混凝土,但经长时间使用后,会出现风化、裂痕等问题,如此一来,只要遭受雷击,其内部温度便会在电流的作用下急剧升高,也可能因直击中拉线影响其机械强度,造成塔杆倒塌,造成架空输电线路无法正常运行,引发停电等重大事故。
绝缘子是用于支撑导线、隔绝电流、防止电流回地的一种构件,主要涵盖陶瓷、钢化、合成3大类材质,但每种形式都存在一定的缺陷,如钢化类绝缘子经雷击后易引发裸串,陶瓷类绝缘子会因零值造成闪络击穿,合成类绝缘容易老化且出现掉串问题,这些都不利于其防雷效用的发挥。
避雷线应用的主要目的是避雷,由于架空输电线路中普遍设置的是双避雷线,故在遭受雷击时,能有效遮住导线以减少强大过电压对其的影响。但实践证明,因雷电直接击中导线造成停电事故的现象也会偶尔出现。
3 架空输电线路防雷技术的应用
3.1 降低塔杆接地电阻
鉴于架空输电线路防雷水平主要是由雷击跳闸率和耐雷性能衡量的,这就要求应尽量降低接地电阻的阻值,这可以通过优化塔杆接地形式实现。若塔杆无避雷线路,宜尽量保证铁塔、钢筋混凝土杆等充分发挥其自然接地体的作用,且在土壤电阻率低于100Ω·m条件下,可不增设人工接地装置;但其无法满足实际要求时,可配以人工接地体。通常将用于垂直接地的钢质长度设为2.5 m,间距控制在5 m左右,埋深宜为0.5 m以上,并将其敷设于冻土下,保证与墙体距离大于1 m,且必须远离高温等不良环境,以免提高土壤电阻率,其中的具体数值应根据实际情况而定。若为雷电频发区,宜在线路避雷支架、混凝土杆铁横担、导线横担、绝缘子之间连接性能良好、可靠性强的电气设备,并使其接地,同时焊接或绑扎主杆钢筋使其形成通路,并利用电气连接接地螺母、钢筋、铁横担。为避免线路出现中断放电现象,可加设自动重合闸设备,以降低雷击事故的发生几率。此外,若塔杆处于土壤电阻率较高的区域,尽量设置多支线外引接地装置,但其外引长度应短于有效长度。
3.2 增设避雷装置
避雷装置是改善架空输电线路防雷水平的必要手段之一,常见的有避雷针、避雷器等。如在架空地下中科学、合理地安装具有防绕击功能的避雷针,可显著增强其引雷效果和屏蔽性能,从而有效控制可能由绕击转化来的反击,以此避免雷击跳闸事故的发生。广东省某电力企业在500 kV架空输电线路中雷电频发的位置分段加设了上述避雷针,大大降低了雷击跳闸率。再如在线路中安装符合性能要求的避雷器,并使其与绝缘子处于串并联状态,以限制闪络电压,有效切断工频电弧,无论是对直击还是反击,都具有良好的防雷效果。此外,借助氧化锌避雷器能适当改善线路的耐雷性能,对于防止塔杆雷击跳闸效果可靠,但适用于雷电易击段和易击点。
3.3 减小架空地线保护角
在众多降低架空输电线路绕击跳闸率的技术和措施中,适当减小保护角是国际公认的最有效、最直接的手段。针对旧架空输电线路的改造,虽然适当减小其保护角利于降低雷击跳闸,但综合效益并不理想;而新建输电线路,只需优化塔杆设计即可,无需额外改造线路。通常为了增强避雷线对导线的保护效果,应适当减小保护角。若为500 kV或其以上的架空输电线路在采用双避雷线的情况下,其保护角最好控制在15°以内;若处于山区,单回路线路的保护角可处于0°～5°之间,而双回路线路角度宜在—8°～10°之间;若处于平原地区,可将单回路线路中的保护角控制在0°～5°之间,而双回线角度宜为0°～5°,但应注意具体情况具体分析。
3.4 改善线路绝缘水平
在改善架空输电线路绝缘水平方面,应注意绝缘子的选择。由于陶瓷、钢化、合成类的绝缘子各有利弊,建议在雷电强烈和频发地段,使用普通的合成绝缘子,但要保证其耐压水平符合线路要求,并适当提高其高度,使其有效干弧距离足够,从而提高架空输电线路的绝缘水平,降低雷击影响。此外,利用不平衡方式也利于改善线路绝缘水平,该种方法常见于双回路输电线路中,即适当增加其中一条回路的绝缘子串片数,当发生雷击时,绝缘子较少的回路容易出现闪络现象,此时导线具备地线的功能,以此增强其他回路中导线的耦合性。
3.5 合理架设耦合地线
在降低接地电阻难以实施时,可借助耦合地线的架设来改善防雷效果,尤其是在环境复杂、线路很长、雷电频发的山区。一般情况下,宜将2～3根接地线预埋至输电线路下方,并将其与下一基塔的接地装置进行连接,以此降低土壤的电阻率;另一方面架设耦合地线,其在很大程度上可起到架空地线的作用,利于增强塔杆的分流效果,以降低塔顶电位,弱化等值波的阻抗作用,以此提高架空输电线路的防雷性能。实践证明,在埋设耦合地线后,雷击跳闸事故的发生率可降低30%～40%,效果尤为显著,值得推广。
架空输电线路防雷技术还有很多,如利用并联间隙技术,可有效保护绝缘子串不受电弧灼伤的损害等。除了改进和创新防雷技术外,电力运行维护人员也应加强对架空输电线路的检修和维护力度,并根据季节变化、天气状况等制定合理的巡视计划,最好建立相应的数据库,以此为发现故障所在、总结故障规律、制定应对措施提供便捷,进而为防雷技术研究提供价值信息。
4 结语
雷电属于一种复杂的自然现象,其随机性较强,且无法规避,因此为切实提高架空输电线路的安全性与可靠性,我们只能寻找合适的切入点,借助先进的防雷技术和科学的防雷措施改善防雷水平,以此减少因雷击造成的损失,从而为社会输送优质、稳定的电能。
参考文献
[1]曾伟洲.对架空输电线路防雷技术措施的阐述[J].电子世界,2012(19)
[2]何宝成.浅谈架空输电线路防雷技术[J].科技风,2011(19)
[3]李永红,魏周旭,董晨亮.浅析架空输电线路防雷方法[J].发展,2012(7)
架空输电线路防雷 篇9
1 雷害事故的形成
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用;输电线路发生闪络;输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;线路跳闸，供电中断。
2 架空输电线路防雷的主要措施
针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：
1)防直击，就是使输电线路不受直击雷。采取的措施是沿线路装设避雷线。
2)防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。采取的措施是加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻、在导线下方架设耦合地线等。
3)防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。采取的措施是系统采用消弧线圈接地方式、在线路上安装管形避雷器等。
4)防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。采取的措施是装设自动重合闸、双回路线路采用不平衡绝缘方式等。
3 架空输电线路防雷的具体措施
现对生产运行部门常用的架空输电线路防雷改进措施简述如下：
3.1 架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：
1)分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位;
2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压;
3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此，110kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20～30。220kV及330kV双避雷线线路应做到20左右，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在15左右。
3.2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题：
3.2.1 由于避雷针而导致雷击概率增大
由于避雷针的引雷作用，雷击次数会提高，当雷电被吸引到针上，在强大的雷电流沿针而流入大地过程中，雷电流周围形成的磁场会产生感应过电压，它与雷电流的大小以及变化速度成正比，与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用，不能达到有效屏蔽，使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。
3.2.2 保护范围小
从避雷针因侧击雷、绕击雷造成事故的实例来分析，其保护范围是不十分肯定的。
3.2.3 反击的危害
当雷电被吸引到针上，将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置，此时针和引线的电压很高，若针对被保护物之间的距离小于安全距离时，会由针及引下线向被保护物发生反击，损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离≥5米，针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3米，针对这一要求，微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范的要求。
3.2.4 电磁感应问题
在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中，会在周围产生强大的电磁场，它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场，可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电，从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备 (通信设备，计算机设备等) 的失灵与损坏。受雷击的针及引线，在高频雷电流作用下，将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时，在入地点沿半径各点形成不同的电位，若跨入该区域会产生很高的跨步电压。在测避雷针不适用于对弱电设备的保护，更不易用于易燃易爆品的防雷保护。因它引来强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花，还会在附近的金属开口环处产生火花，从而引起事故。
3.3 加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔(如：跨河杆塔)，这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
3.4 采用差绝缘方式
此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘，是指同一基杆塔上三相绝缘有差异，下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子，当雷击杆塔或导线时，由于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿，雷电流经杆塔人地，避免了两相闪络。
3.5 采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。
3.6 装设耦合地线
装设耦合地线可起两个作用，一是降低接地电阻，《电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埋设1～2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，此时对工频接地电阻值不作要求。国内外的运行经验证明，它是降低高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的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的耦合作用。据有关单位的运行经验，在一个20基杆塔的易击段埋设耦合地线后，10年中只发生一次雷击故障，有文献介绍可降低跳闸率40%，显著提高线路耐雷水平。
3.7 预放电棒与负角保护针
预放电棒的作用机理是减小导、地线间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布;负角保护针可看成是装在线路边导线外侧的避雷针，其目的是改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针常一起装设，这一方法制作、安装和运行维护方便，而且经济花费也不多。
3.8 装设消雷器
消雷器是一种新型的直击雷防护装置，在国内已有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套，运行情况良好。消雷器对接地电阻的要求不严，其保护范围也远比避雷针大。另外绝缘氧化锌避雷器的使用在日常的运行中取得了很好的效果，氧化锌避雷器具有良好的电气、机械耐压性能，特别是防爆及密封性能，进一步为线路的安全运行提供了可靠性。
3.9 使用接地降阻剂
近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂，取得了较好的降阻效果，据有关资料介绍，降阻剂使用后接地电阻随时间的推移而下降，并且由于其PH值一般均在7.6～8.5之间，有的呈中性略偏碱，对接地体有钝化保护作用，故基本无腐蚀现象。但是，使用较长时间表明接地降阻剂对接地体产生了严重的腐蚀。故在采用这一方法时应关注长期的效果，特别是对接地体的腐蚀问题。
3.1 0 采用中性点非有效接地方式
在我国35kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时，由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。因此，对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔，必须做好接地措施。
4 结论
影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性，解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取防雷改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。
参考文献
[1]电力工程高压送电线路设计手册.中国电力出版社.
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高压输电线路的防雷08-01
输电线路防雷设计任务书10-15
输电线路继电保护研究08-09