输电线路的防雷设计

输电线路的防雷设计（通用12篇）

输电线路的防雷设计 篇1

1前言

相关调查数据显示, 在架空线路的全部故障中, 由雷击导致的故障占了约50% 的比例[1]。由此可见雷击事故对线路运行的影响力之大。 所以, 在输电线路设计过程中, 必须将防雷作为重点, 根据线路实况, 采取相应的防雷措施, 保障线路的安全性和运行稳定性。

2输电线路防雷设计探讨

以某山区为例, 由于当地所处的位置刚好在冷暖气流的交汇处, 再加上山区地势起伏的影响, 此处雷电活动比较频繁。但是, 由于在线路设计中, 没有充分重视这一点, 此处雷击事故发生率非常高, 线路故障率常年居高不下, 尤其是在夏季, 经常出现停电事故, 给当地居民的日常生活带来了很大不便。所以, 线路设计中的防雷非常关键 [2]。一般来讲, 线路防雷可以采取的措施有下述几种, 在具体的设计中, 应遵照结合实际、经济性、合理性等原则, 进行综合考虑。

2.1增加绝缘子

按照相关规定, 线路绝缘是有一定要求的:一、若线路所处地区的海拔不超过一千米, 那么, 110k V线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右 (最好是8片) 。二、若档距比较大且杆塔高度超过了四十米, 那么, 绝缘子数量应按照每增加十米加装1片的标准来确定[3]。

2.2优化接地装置

以110k V线路为例, 其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后, 线路出现跳闸的次数会有所减少, 故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲, 优化接地装置之后, 输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%;如果接地装置以往设置的比较不合理, 在经过改良之后, 跳闸率降幅甚至可以达到50%。

具体实施中, 接地装置改良的要点是降低电阻, 一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等, 应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下, 降阻可采用布设接地极的方法, 以解决接地不良问题。但要注意的是, 不同线路的布设要求也不一样, 实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路, 接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始;若为铁塔线路, 接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。 使用的接地极最好选择长度为1.5米长的, 间隔距离最好在4米至6米。 除了布设接地极之外, 接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。 此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。

2.3加装避雷设施

若杆塔较高, 不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距, 还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下, 杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中, 雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题, 现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110k V线路来讲, 侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置, 长度一般约为3米, 安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。 若横向设备需加装避雷针, 那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现, 其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲, 侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用, 对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是, 其也有一个明显的局限性:引雷率较高。对于这个局限性, 目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。

另外, 氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况, 可有效降低跳闸率以及绕击率, 对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。

2.4调整保护角

目前, 线路防雷除了上述措施之外, 调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果, 但是, 其缺点也比较多, 其中包括:投运线路往往很难进行保护角调整;部分线路无法实施; 此种做法需要大量资金作为支持, 成本较高。所以, 在具体线路中, 应结合资金实际和技术能力, 综合分析以确定合理的保护角, 保证线路效益。

3输电线路运维技术分析

3.1线路检修

运维是保证线路安全的基本手段。变线为点是一种经实践证明效率较高的检修模式, 但需要专业的技术人员去实施。线路检修应注意下述三点:一、为了保证线路检修秩序, 确保检修任务能够按时完成, 在检修过程中, 应注意保障交通便利。二、应尽量选择技术先进、售后服务质量高、性能佳的设备。三、使用的线路老化率最好不要超过3‰ 且绝缘爬距必须符合规定。检测周期应根据线路老化率决定, 若其近四年均不超过2‰, 检测周期应为4年/ 次;若其近四年均在2.5‰, 检测周期应为2年/ 次。检修工作中需要注意的是, 对于比较容易受外力影响的杆塔等, 应采取一定的保护措施;对于暴露在外的线路, 要注意保养其绝缘材料。

3.2防雷监测

统计资料表明, 雷击跳闸是输电线路最容易出现的故障之一, 发生率较高, 特别是在某些山区, 由于气候、地形、环境相对比较特殊, 雷击事故的发生率非常高, 已然成了线路的最大安全威胁。所以, 线路运维中, 防雷监测也是一项非常重要的任务。在目前的情况下, 人们已经逐渐认识到了雷电对线路的危害性, 也在管理工作中对防雷监测技术进行了改进, 取得了一定的成效。值得一提的是, 由于雷击事故具有突发性, 因此, 应注意合理布设防雷装置, 并做好维护, 确保其能够正常工作。

4结语

线路故障是导致大规模停电的主要原因之一, 对社会生产的影响力非常大。因此, 降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑, 在线路设计过程中, 必须将防雷考虑在内, 采取有效的避雷措施, 尽可能的避免雷害事故的发生。

摘要：雷击是一种严重危害电力系统运行安全的事故, 此种事故极易导致线路短路, 进而造成系统运行故障。所以, 在输电线路设计过程中, 如何采取有效的防雷措施, 降低雷击危害, 是值得关注的重要问题。线路运维是保证线路正常运行的有效措施和基本手段, 对于提高线路运行效益有着巨大的影响。本文结合实际, 对输电线路的防雷设计以及输电线路运维技术进行了简要分析。

关键词：输电线路,防雷设计,线路运维

参考文献

[1]郭省平.输电线路运行故障原因及查找[J].科技与创新, 2015 (20) :144.

[2]谢家力.肇庆地区输电线路防雷措施探讨[J].技术与市场, 2015, 22 (10) :31.

输电线路的防雷设计 篇2

一、毕业设计的主要内容和基本要求

本次设计主要内容：

1、阐述防雷设计的目的、意义、及其重要性

2、一般防雷方法介绍

3、防雷设施：接地电阻，防雷范围，线路参数自动重合闸原理说明及计算

本次设计基本要求：

1、通过设计、学习，了解防雷相关知识，施工计算方法

2、通过计算使自己的防雷设计中选定参数合乎施工要求 3、110KV防雷设计4、220KV防雷设计

图纸内容：

1、设计防雷线路重点装置部位

2、雷击输电线路三种情况

3、雷击杆塔示意图及等值电路

4、单只避雷针保护范围示意图

5、双支等高避雷针保护范围示意图

高压输电线路防雷措施的研究 篇3

关键词：输电线路；防雷；改进措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0184-01

一、输电线路的防雷保护

当雷击线路附近大地时，由于电磁感应，在线路的导线上会产生感应过电压。在雷云放电的起始阶段，存在着向大地发展的先导放电过程。因为先导通道发展速度不大，所以导线上电荷的运动也很缓慢。由于这种先导通道中电荷产生的静电场消失从而引起的感应电压叫做感应过电压的静电分量。同时，雷电通道中的雷电流在通道周围空间建了强大的磁场，这个磁场的变化也会使导线感应出的电压很高，这种由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应压称为感应过电压的电磁分量。

雷直击于有避雷线的输电线路一般分为三种情况，即雷击杆塔的塔顶，雷击避雷线档距中央和雷绕过避雷线直击于导线（称为绕击导线）。

雷击杆塔塔顶时，雷电通道中的负电荷与杆塔还有架空线路上的感应正电荷快速中和形成雷电流。雷击瞬间自雷击点（即塔顶）有一负雷电流波分别自塔顶沿两侧避雷线向相邻杆塔运动；与此同时，自塔顶有一正雷电流波沿雷电通道向上运动，此正雷电流波的数值与三个负雷电流数之和相等。线路绝缘上的过电压即由这几个电流波所引起。

从线路雷害事故发生过程看，输电线路着雷时，如果雷电流比线路耐雷水平高，则会引起线路绝缘发生冲击闪络。这个时候雷电流沿闪络通道进入大地，持续时间很短，只有几十微秒，线路开关还来不及动作，如果沿闪络通道流过工频短路电流的电弧持续燃烧，也会引起线路跳闸。在研究线路雷击跳闸率时，必须考虑上述诸因素的作用。现仍以有避雷线的线路为例进行分析，线路因雷击而跳闸，可能是绕击雷引起的，也可能是由反击雷造成的。因此，雷击跳闸率就是分析雷击杆塔和绕击导线两种情况的条闸率。

根据前面对雷电产生和发展的分析，在决定电压等级不同的输电线路防雷保护方法时。应该从线路的重要程度和系统的运行方式以及输电线路经过地区雷电活动的强弱，地形地貌的特点，土壤电阻率等条件，然后结合当地原来线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，因地制宜。全面考虑。同时考虑地方电力网电压等级的特点，主要采用下述的保护措施。

二、输电线路防雷的措施

（一）安装避雷线。避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，是线路最基本的防雷措施。主要是防止雷电直击导线。

（二）降低杆塔的接地电阻。输电线路中的杆塔接地装置其作用是释放雷电流，雷电直击输电线路塔顶或者是避雷线的时候，雷电流会经过杆塔和接地装置向大地分散。在这个过程当中，雷电流在杆塔的电感还有接地装置的接地电阻上产生的电压降会提高塔顶电位，电位当升高到一定值得时候就会击穿线路的绝缘子串，可能就会引起输电线路的跳闸。所以要降低线路雷击的跳闸率，降低线路杆塔的冲击接地电阻是措施之一。

（三）架耦合地线。架设架空地线是超高压输电线路防雷的基本措施。然而，对于超高压线路杆塔，为提高其线路的耐雷水平，防止反击，降低杆塔接地电阻是措施之一。但是在实际的工作当中，降低杆塔的接地电阻有时候非常困难，所以就在导线下面架设地线，用来增加导线与避雷线之间的耦合作用，使绝缘子串上的过电压降低，达到降低线路开关雷击跳闸率的目的。这种作用是通过耦合实现的，所以叫做耦合地线。

（四）采用中性点非直接接地方式。中性点非接地方式是指输电线路中性点不接地或经消弧线圈接地方式。由于输电线路对地有电容性泄露作用，中性点非直接接地系统中一相导线落雷闪络接地时，接地点相电流属容性电流。如果雷电流不太大（或是感应过电压），一般只发生单相接地。由于中性点非直接接地系统，系统的接地电流数值不太大，闪络电弧有可能自己熄灭。根据运行经验显示，由于雷击导致的单相接地故障大部分都可以自动消除，不会引起相间短路和跳闸，因而不会引起供电中断。但线路越长，接地点电流就越大，以致完全有可能使接地电弧不能自行熄灭而引起线路跳闸。为降低接地电流，可在中性点加装消弧线圈，以使接地相电流中增加一个感性分量，他和装设消弧线圈前的电容性分量相抵消，减少了接地相的电流。对雷电的活动比较多，而接地电阻却又难以减小的地方，通常可以考虑选用中性点不接地的方式或者经消弧线圈接地。为了充分发挥中性点非接地系统的优点。

（五）加大线路绝缘。由于线路的某些地段需要选用大档距的杆塔，所以杆塔落雷的可能性就增大了。高塔遭雷击时塔顶的电位和感应过电压都很高，而且受到的绕击可能性也较大。为了降低线路的跳闸率，就可以增加绝缘子串的片数，增加大档距跨越避雷线与导线间的距离，加强线路的绝缘。在冲击电压的作用下木材就变成比较好的绝缘体，所以，就可以采用木制横担，可以提高耐雷水平还有降低建弧率。但这样做也有引雷劈坏横担的危险，而且限于条件，在我国一般不采用木绝缘体。

（六）装设自动重合闸。由于雷击造成的闪络大部分能在跳闸后自动恢复绝缘性能，所以重合闸的几率比较高。据有关统计，国内110kV及以上线路的重合闸成功率在75%-95%之间，35kV及以下线路在50%-80%之间。所以每一级电压线路都应该装设自动重合闸。

（七）安装管型避雷器。对于农村电力网3-60kV输电线路防雷保护措施可采用以下办法：

3-10kV架空配电线路，由于绝缘水平低，通常只有一个针式绝缘子，避雷线的作用非常小，不必架设避雷线。可利用钢筋混凝土杆的自然接地，并采用中性点不接地的方式。

35kV架空配电线路，一般不装设避雷线。对于60kV线路，在雷电活动较少地区，也不沿全程装设避雷线。为提高不装设避雷线的35-60kV线路的供电稳定性，通常都采用中性点不接地的方式，或者选用自动重合闸，环网供电等方式。这样也能使不沿全程架设架空避雷线的35-60kV线路得到较满意的防雷效果。

参考文献：

[1]董振亚.电力系统的过电压保护[M].北京:中国电力出版社,1997,8

[2]张纬钱,高玉明.电力系统过电压防护及绝缘配合[M].北京:清华大学出版社,2002,8

浅析输电线路的防雷 篇4

1.雷电对输电线路造成的危害

雷电对输电线路以及电网运行的安全造成的危害主要表现在:当雷电放射到输电线路上, 就会使输电线路上的过电压升高, 致使线路继电保护动作出现跳闸现象。切断输电线路的运行路线会给电力企业造成巨大的损失, 而且还非常考验输电线路周围电力设备的耐受能力和绝缘水平, 给电力工作人员以及线路设备造成巨大威胁。而且, 雷电会给输电线路带来很强的电流, 会因为被雷电击中出现输电线路熔毁、导线熔断或者损毁的现象, 较强电流产生的强大动力还可能会导致输电线路杆塔等一些电力机械设备造成损伤。因为雷电击中给输电线路造成的灾害电力系统一般不能通过自身的能力自动进行恢复, 进而导致电力设备的损坏, 需要电力企业浪费很多人力和时间进行修复。雷电大多集中在夏季和春季两个季节, 也正是人们集中生产的季节, 如果此时输电线路出现中断就会给人们的生产生活带来很大的经济损失。雷电天气大多发生在环境比较恶劣的地区, 这样就更加重了对输电线路维修的难度。另外, 正常运行的输电线路会比不运行的输电线路受到雷击的发生率要高。所以有效地对输电线路进行防雷保护是十分必要的, 可以避免很多电力安全事故的发生, 并且对降低经济损失与提升电力系统的运行安全水平有非常重要的意义。

2.对输电线路防雷应当遵循的基本原则

对输电线路进行防雷保护是非常必要的, 也可以通过很多种方式对输电线路进行防雷保护, 但是对输电线路的防雷保护不能毫无根据, 应当遵循输电线路防雷保护的一些基本原则。

首先, 输电线路中安装可控放电式的避雷针成本比安装避雷器的成本要低很多, 并且对输电线路防雷保护的效果也非常好, 同时对输电线路防雷维护的工作量也很少。但是因为输电线路防雷保护的范围有限, 所以一般适用于那些档距比较小的输电线路路段。可控放电式的避雷针对于接地电阻要求的条件相对来说比较宽松, 控制在低于10Ω就可以, 对于输电线路中土壤电阻率比较高的线段, 可以稍微放松到30Ω左右。

其次, 可控放电式的避雷针在完成安装以后就不需要对其进行定期维护, 不过有一些交通不便的地区, 可以根据地区的实际情况, 大大减轻输电线路防雷保护负责巡视员工的工作量。

再次, 根据输电线路实际的运行经验, 在输电线路中安装的消雷器的防雷保护存在一些问题, 所以需要对已经加装了消雷器的输电线路杆塔进行一些改造。

最后, 在输电线路中安装避雷器的造价虽然比较高, 但是避雷器的防雷保护效果非常好, 当输电线路中的导线和杆塔被雷击时, 可以快速动作, 非常适用于档距较大的输电线路路段, 能够弥补可控放电式的避雷针防雷保护范围的盲点和不足。

3.对雷击跳闸的分析

对电压较高的输电线路遭到雷击的安全事故主要和4个主要因素有关:输电线路绝缘子的放电电压、是否有架空地线、输电线路杆塔接地的电阻以及雷电流的强度等。对电压比较高的输电线路的每种防雷保护措施都会有针对性, 所以, 在对高压输电线路进行设计时, 在对输电线路防雷保护措施进行选择时要首先明确输电线路遭到雷击跳闸的具体原因。

3.1对高压输电线路的绕击成因分析

按照输电线路的现场实测、运行经验以及模拟实验都可以证明, 避雷线和雷击的绕击率对输电线路边导线的杆塔高度、保护角以及输电线路所经过区域的地形、地貌以及地质等条件有关。对于一些偏远山区的线路杆塔, 山区输电线路的绕击率大约是平地输电线路绕击率的3倍。对山区输电线路进行设计时难免会遇见跨越较大、档距高差较大等问题, 这些区域是输电线路耐雷性能最薄弱的环节。一些区域的雷电活动相对来说比较强烈, 使得某一区域的输电线路比其他输电线路更容易受到雷击。

3.2输电线路反击的成因分析

当雷击线路杆塔顶部或者避雷线的时候, 雷电的电流会经过接地体和塔体, 使得输电线路的杆塔地位不断升高, 同时, 在输电线路的相导线上发生感应过电压。假如升高的塔体电位和输电线路相导线的感应过电压的合成电位差比输电线路的绝缘闪络电压高很多的话, 输电线路的杆塔和导线间就会出现闪络现象。

综上可以看出, 降低输电线路杆塔的接地电阻、提升输电线路的耦合系数、加强输电线路的绝缘性能以及减小雷击分流的系数等都可以提升输电线路的抗雷耐雷水平。在对输电线路进行防雷设计过程中, 可以重点考虑降低输电线路杆塔的接地电阻和提升输电线路的耦合系数着两种方法提升输电线路的防雷保护水平。

4.对输电线路的防雷保护

可以通过多种方式对输电线路进行防雷保护, 比如在输电线路上安装自动式重合闸、安装氧化锌的避雷器、对输电线路采取消弧线圈的接地方式、采取不平衡的绝缘方式以及设置偶合地线等多种方式。

在输电线路上安装自动式重合闸, 因为雷击出现的闪络问题大多数可以在电力系统跳闸之后自动恢复输电线路的绝缘性能, 因此重合闸的成功率比较高。安装自动式重合闸是对输电线路进行防保护雷的一项非常重要措施, 可以有效地确保雷击跳闸之后输电线路供电的可靠性。在输电线路上安装氧化锌的避雷器也可以对输电线路进行很好的防雷保护, 虽然安装氧化锌的避雷器造价较高, 但是防雷的效果是最好的, 可以预防输电线路上的各种过电压, 不过因为避雷器自身需要进行定期检查和试验, 所以运行的成本比较高, 对那些交通不便的偏远地方不适宜采用这种方式, 一般采用在35k V的输电线路上。对于那些雷电活动比较强烈, 而接地电阻又很难降低区域的输电线路上可以采取消弧线圈的接地或者中性点不接地的方式, 很多因为单相闪络着雷发生接地故障都能够被消弧线圈消除。然而在两相或者三相着雷的时候, 因雷击而引起的第一相导线开始闪络时并不会导致跳闸, 因为导线闪络之后就相当于线路中的地线, 其耦合作用增加, 使得未闪络的相绝缘子串电压逐渐下降, 进而提升了输电线路的耐雷性能。还可以采取不平衡的绝缘方式对输定线路进行防雷。在与线路杆架设的双回输电线路中, 如果采用一般的防雷保护措施满足不了输电线路防雷要求的标准时, 还可以采取不平衡的绝缘方式减低双回路遭到雷击时的跳闸率。当输电线路遭到雷击时, 那些绝缘子串片数较少的回路就会先闪络, 而闪络之后的线路导线就相当于是输电线路中的地线, 另一条回路导线就会增加耦合作用, 进而另一回路导线的抗雷水平就会提高, 使其不发生闪络确保输电线路保持继续供电的状态。当降低电线杆塔接地电阻存在困难的时候, 可通过在线路导线的下方安设地线的方法解决, 此作用可以增加导线与避雷线之间的耦合作用, 进而使得绝缘子串电压降低。另外, 架设偶合地线可以增强雷电流的分流。

对输电线路的防雷保护措施不仅仅包括以上所述的方法, 另外还有很多其他方式预防雷击。比如适当的增加输电线路的绝缘设备, 使得建弧率降低。这种防雷措施的投资比较大, 工程的施工量也大, 会涉及到调整输电线路导线弧垂的问题。还可以在输电线路上安装可控放电式的避雷针。通过行雷闪放电的方式对雷云电荷进行泄放, 避免下行雷强烈的闪放电。安装可控放电式的避雷针的造价非常便宜, 防雷的效果也很好, 但是对于档距较大的输电线路的保护范围较小。在输电线路上架设避雷线也是一个很好的避雷措施, 可以阻碍雷直击输电线路的导线。降低输电线路导线上的过电压。降低输电线路杆塔的接地电阻也是一个很好的防雷措施。所以对输电线路的防雷措施很多, 需要根据输电线路的实际情况采取相关的防雷措施。

结语

因为雷击对于输电线路的损害太大, 所以对输电线路的防雷保护措施应当作为我们维护输电线路运行的重中之重。在选择运用哪种输电线路的防雷措施时, 应当全面考虑输电线路的系统运行模式、线路的重要程度输电线路经过区域雷电活动的频率、强弱和地形地貌特征、以及输电线路经过地区土壤电阻率高低等情况, 结合输电线路经过地区原有的线路运行经验, 经过对技术经济等方面的比较, 因地制宜地对输电线路采取科学合理的防雷保护措施, 尽量降低雷电给输电线路带来的损害, 保证输电线路的安全稳定运行。

摘要：近些年来, 随着电网行业的快速发展, 对输电线路运行状况的要求也逐渐升高。本文详细阐述了输电线路在运行中因为雷击造成的危害, 并提出防雷保护以及防雷改造的原则, 提出输电线路运行中一些主要的防雷措施。

关键词：输电线路,防雷,保护,措施

参考文献

[1]许平.输电线路防雷技术探讨与分析[J].科技创业家, 2011 (11) :112-135.

[2]杨海林, 李志刚.输电线路防雷技术探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2011 (28) :121-123.

输电线路的防雷设计 篇5

关键词：输电线路设计；路径选择；线路运行

引言

人们生活水平的提高，以及日常生产生活用电量的增加，促进了电力事业的发展。为此，电力企业为了满足人们对电量的需求，应加快输电线路的建设，完善电网设施，并遵循输电路的设计原则，为线路的铺设打好基础，选择科学的路径角度，完成设计。

1输电线路设计的原则

1.1政策性与经济性原则设计人员设计输电线路时，需要符合我国相关法律法规的规定，从不同方面分析，比如各地区的经济发展差异，以及交通情况等，并且还要与法律法规有效结合，保证铺设的线路不会影响当地的交通，符合经济使用的观念。同时，线路的数量不要过多，在较短的路径上安装电线，调整其倾斜度，为后期的维护提供便利。1.2安全运行原则这一原则是输电线路选择路径必须遵循的首要原则，确保线路的安全性，防止电力安全事故的发生，降低出现的概率[1]。1.3地质地貌原则设计人员在为某一地区进行地貌勘察时，必须进行实地考察，根据这一地区的地质与地貌特点，给出设计方案，同时，设计人员还可以采集这一地区的地质样本，根据其空气中的湿度、水质等情况，对方案进行适当调整。1.4自然环境原则设计人员给出的设计方案要尽可能与森林、农田保持一定的距离，避免破坏自然环境，或是因为电力事故的发生让森林或农田损毁。如果输电线路必须经过森林，设计人员要在森林中选择一条最佳路径，减少砍伐树木的数量，并做好线路的防护工作，尽量避免对森林产生负影响。

2输电线路设计路径选择的选线步骤

2.1按图索引设计人员在对实际环境进行考察后，要在脑中形成地质、地貌的初步印象，对地形有初步了解。而在地图上划分路线时，从线路的开始到结束，会经过很多中转点塔位，这些塔位的选择会对线路的运行产生很大的影响，因此，设计人员要根据以下几方面，选择中转点塔位[2]。首先，中转点塔位的安放，会对周围的环境与基础设施造成影响，比如军用设施、地下关键管道，设计人员需要尽量避开。其次，要以本地经济的实际发展情况为参考，以及国家政策的相关要求，对该地区未来的电力发展给出合理预估。最后，输电线路的选择要尽量避开当地的水文和地质。设计人员在避开这些因素后，可以把设计方案交由相关部门审核，采纳多方面的意见，得出最终的设计方案。2.2现场选线设计人员给出最后的设计方案后，就需要施工人员落实方案，规划出具体位置，进行现场定线。施工人员主要通过以下三种技术完成现场定线工作。其一是海拉瓦技术，这一技术主要运用现代工具卫星、GPS等，把实地的景观拍摄成影像，并进行适当处理，让平面的图像变成正射影像图，或是让这一地区的地质立体化，变成三维景观图。这些图的应用，可以让选线人员避开一些较为危险的地区，架设输电线路。运用这一技术，能够让设计人员摆脱传统设计思路的限制，使用科学的方法，缩短输电线路的长度，减少工作量，提高工作效率。其二是全数字拍摄测量技术，这一技术的优势是能够准确分析三维地表模型中的地势和地形，给出详细的分析结果，为现场定线提供便利。其三，设计人员可以运用物理计算的方式，选择线路，其主要应用于跨越点以及角度较大的转角等。

3输电线路设计路径选择的技术要求

3.1基本要求如果输电线路与当地的基本设施或是重要管道的距离较短，设计人员不要为了只满足线路的要求，而忽略了对当地环境的影响。为此，线路的设计者要参考当地的规范性章程，调整输电线路的位置，与设施与管道保持安全的距离。但如果输电线路会经过盐碱地等地方，要尽可能改变线路的路线，而如果是在一些土壤土质不稳的地区，可以适当增加转角走向，为施工创造便利的条件。如果是在自然灾害多发区，如地震等，其线路要用直交的方式铺设，有效减少自然灾害对线路的破坏。3.2转角点的要求如果需要在线路中加入转角点，设计人员必须把导线的张力作为考虑的因素之一，让导线的张力符合转角的要求，把线路铺设在相对平缓的地带。如果无法绕开山坡，则可以在一些坡度较小的位置，但不要使用直线杆塔架设电线，并根据地形的要求，适当调节两个杆塔的距离。3.3跨河点的要求首先，设计人员根据跨河点的要求设计方案时，要选择恰当的低端位置，如果遇到河道相对狭窄的河流，要根据河流的特点，给出相应的输电线路的设计方案，另外，还要考虑河床、河岸等因素。其次，不要在装货卸货的港口或是船只停泊的地方，铺设线路，特别是在排洪口，也要格外注意。最后，如果设计者想要在土质较为松软的地区铺设假设杆塔，必须找出该地区的地质资料综合分析，确定其可行性。3.4山区路径的要求首先，如果设计人员在山区中架设输电线路，必须避开较为陡峻的地形，比如陡坡、悬崖等，或是不稳的山体，可以适当运用转角或增加线路的长度，改变线路的位置。其次，如果线路和山脊互相交叉时，要让其通过山鞍，再经过山麓，不要在排洪排水的位置铺设；接着，设计人员如果依照已经干枯的河沟铺设线路，则要把洪水的冲刷加入到考虑因素中。最后，山区的道路较为崎岖，选择线路时必须确保交通与施工具有一定的便捷性，减少施工的阻碍。3.5矿区路径的要求输电线路必须避开主矿区，防止矿区塌陷带来的风险。在没有境界线可以借助的情况下，要选择垂直的架设方法，缩短整体线路的长度。3.6覆冰地区的要求如果线路铺设的地区会经过覆冰区，设计者要考虑雪崩的等因素，避免自然灾害对线路进行破坏。并且，可以在河流的下风向铺设，防止线路结冰，适当调整杆塔之间的距离，缩短档距。

4结语

输电线路的设计比较复杂，当中包含了很多不确定的因素，并且，输电线路是否可以顺利通电，也会直接影响社会经济整体的发展水平，以及人们生活水平的提高。为此，设计人员必须提高自身的技术，从科学、务实的角度分析问题，做好线路的设计工作，确保输电线路的经济性和安全性，拉动地区经济的增长，加快社会向前发展的脚步。

参考文献

试析输电线路的防雷保护措施应用 篇6

【关键词】输电线路；防雷；措施

随着国民经济的快速发展，国家对电力的需求日益增长，因此电力生产的安全问题也显得愈加重要，输电线路作为电力系统的重要组成部分，对电网的稳定、安全运行起到不可忽视的作用。随着电力系统的不断完善与国家电网的发展，输电线路由于遭受雷击导致的安全事故经常发生，因此为了保证输电线路与电力系统的正常运行，电力部门必须重视输电线路的防雷保护措施。

1.输电线路遭受雷击的原因分析

（1）客观因素。雷电本身的活动方式具有极强的随机性与复杂性，当前我国并没有完善成熟的雷电观测技术，因此输电线路遭受雷击的相关参数很难进行准确的捕捉与测量，甚至当线路遭受雷击后，其故障类型难以进行准确区分。

（2）我国很多山村地区早期的低压线路设计时没有充分考虑到土壤可以提供的电阻率，这种现象使输电线路的防雷水平在初始阶段就比较差。除此之外，为了配合防污的相关要求，输电线路中大量使用合成绝缘子，与同高度的玻璃或瓷绝缘子相比，合成绝缘子的有效干弧距离较短，伞裙直径相对较小，因此防雷水平较低，也容易遭受雷击放电。

（3）一般而言，输电线路会随着时间的推移而不断老化，导致电阻逐渐变大，降低输电线路的防雷水平，因此保证输电线路的日常维护，而在实际过程中，很多地区接地装置由于年久失修，出现接地体腐蚀严重，残缺不全的现象，这种问题的存在导致输电线路也容易遭受雷击。

2.输电线路的防雷要求

（1）在输电线路电线的选择上，为了避免雷电直接与导线接触，因此应该尽量使用电缆或者避雷线。

（2）输电线路应有配套的接地措施，当输电线路遭受雷击的时候可以通过接地设施传入地下，从而避免相关设备受到损坏；此外，输电线路也应该加强绝缘设施的建设，当雷击发生时，可以保证绝缘子不闪络。

（3）当绝缘子串出现闪络的情况是，也应该使输电线路不改变原有的工频电弧，避免开关跳闸的现象。因此针对这种要求，应当适量降低输电线路中绝缘子的工频电厂强度，在电网的中兴点中采取不接地的方式，这样可以最大限度的消除由雷击引起的单向接地故障，不会导致开关跳闸与相间短路。

（4）当输电线路遭受雷击后，最后的要求即为尽量不出现停电事故或将其减少到可以承受的地步。因此为了达到这种要求，可以允许小部分的绝缘子串出现闪络的现象，然后利用自动重合闸与减少建弧率的方法，保证电力系统的正常供应，将雷击事故的影响将为最低。

3.输电线路的具体防雷措施

3.1合理选择输电线路路径

根据调查显示，在一般情况下受到雷击的输电线路容易集中在以下几个地区：①周围是山丘的潮湿盆地；②雷暴走廊；③土壤的电阻较小；④地下存在导电性矿物质的地面；⑤地下水位较高的地面；⑥电阻率不同的土壤交界处。

由于输电线路的防雷宗旨为降低线路的受雷率，提高线路的防雷性能，减少线路的受雷跳闸频率，因此在输电路径的选择上，应充分考虑地区的地貌特点、地形特征、土壤电阻等自然条件，以及输电线路的电压等级与运行方式，采取合理有效的保护措施。

3.2安设避雷线

避雷线是输电线路保护中十分重要的措施，除了通常意义上避雷线可以防止雷电直接击中导线外，还有以下几个作用：首先通过避雷线对导线的耦合作用使线路绝缘子的电压减少；其次通过避雷线对导线的屏蔽作用使导线的感应过电压得到降低；再次通过避雷线对导线的分流作用可以使流经电塔的雷电流降低，进而降低塔顶的点位。

一般而言，输电线路电压越高，避雷线的使用效果就越好，同时避雷线在整个输电线路中的造价比重也越低。因此，为了更好的使用避雷线对输电线路进行保护，应遵循以下几点要求：

①220KV及其以上电压等级的输电线路应保持全程安设避雷线；60KV的输电线路如无特殊情况也应全线安设避雷线，35KV的输电线路一般无需全程架设避雷线，只需在变电所与发电厂的进出线段假设1-2KM的避雷线即可。

②为了提高避雷线增强避雷线对导线的屏蔽作用，保证雷电不会绕开避雷线直接击中导线，减少雷电的绕击率。因此避雷线于导线的保护角应有一定的规范，如500KV及其以上的超高压输电线路的避雷线保护角应在15°以下，330KV与220KV的避雷线保护角可以做到20°左右，其余电压下的避雷线保护角也应该保持在20°～30°之间，这样才能有一个比较高的遮蔽率。

③随着输电线路电压的降低，线路的绝缘情况也在不断的下降，因此，当在20KV以下的输电线路中，避雷线的防护作用基本失去意义，无需安设避雷线。

3.3改造接地装置

由于输电线路分布广泛，并且常年在荒郊野外运行，容易受到环境、气候等因素的影响，从而使接地装置遭到破坏，为了保证接地网的正常运行，可以从以下几个方面入手：

①组织相关工作人员定期检测接地杆的土壤电阻率，认真检查配电线路杆塔的相关配置，确保接地装置处于正常运行的状态。

②做好重点地段的防雷保护工作，测量雷电的易击区线路的接地电阻，并根据测量结果对接地杆塔进行改造。对于连续多基杆塔的接地电阻不合格情况应进行重点改造，或根据当地实际情况，采取针对性的措施，降低接地电阻。

③为了保证输电线路接地装置的电阻符合要求，应该从实际出发，全面了解地区的地质、地形与土壤状况，因地制宜，采取水平、垂直与环形相结合的复合型改造方式。

④对于地下线严重被盗的地区，可以利用扁钢做引下线对接地装置进行改造，保证杆塔接地的可靠有效。

⑤对于土壤电阻率较高的地区，可以采取延伸接地的方式，将接地网延伸到电阻率较低的土壤地区进行接地，从而达到降低接地电阻的目的。

3.4安装线路避雷器

在输电线路中安装避雷器的做法已逐渐得到人们的认同，在我国各地开始大量应用，起到了较好的防雷保护作用。其工作原理为当输电线路被雷电击中后，产生的雷电流一部分通过避雷线传入相邻的杆塔，另一部分电流则经本体传入地下。当电流达到一定数值以后，避雷器发生作用，提供相应的回路抵抗，使雷电流可以通过回路传入大地，防止输电线路的电压过分升高，从而保护了输电线路与相关设备。因此，通过线路避雷器的安装，可以有效的保护输电线路。

4.总结

由于雷电这种自然现象本身具有极强的复杂性，且输电线路所处的环境复杂多变，因此想要杜绝雷电产生的危害是几乎不可能的，输电线路的防雷保护工作是一项长期坚持的任务，只有通过不断的努力，才能讲雷电危害讲到最低，保证电力系统的稳定安全运行。

【参考文献】

[1]沈志恒，赵斌财，周浩，龚坚刚，孙可，王东举.输电线路地线上安装水平侧向短针的防绕击效果分析[J].高电压技术，2012，（04）.

输电线路的防雷措施刍议 篇7

输电线路的分布范围极广, 长的有几百千米甚至上千千米, 短的也有数千米, 所跨越的地形条件、气候环境复杂, 有山岭、河流、平原等, 所以极容易遭受雷击。线路受雷击后, 极易引起输电线路跳闸, 轻则导致对用户的少送电、损坏供电设备;重则者会引发电网事故, 造成更大的损失。所以, 输电线路的防雷是电力部门的工作重点和日常维护工作之一。

1 线路雷击的原因分析

某地区近几年输电线路的运行情况以及雷击数据, 如表1所示:

由表1的数据分析可得, 1996年开始, 随着输电线路长度的增加, 线路遭受雷击而跳闸亦较频繁, 所以自2000年始, 该局重视了线路的防雷工作后, 输电线路每百公里遭受雷击跳闸的次数下降了, 可靠性得到了提高。

通常雷击有3种主要形式:一是直击雷;二是感应雷 (二次雷) ;三是球形雷。由于输电线路的电压较高, 雷电对输电线路的危害主要是由直击雷引起的。它主要通过3种途径入侵输电线路:一是雷击杆塔顶;二是雷击避雷线 (架空地线) ;三是雷击绕过避雷线击于导线。

根据观察统计, 输电线路的杆塔大多是在半山腰或平原, 小部分在山顶。通过分析易受雷击的杆、塔以及导线、地线的地理位置以及杆塔位置的土壤电阻率、接地电阻、架空地线与铁塔的连接接、地网与杆塔的连接等情况, 受雷击的住往是架设在山腰或地势不是很高的杆塔和线路的地线、导线, 而并非是比线路要高的树木、山岗或者是在山顶的杆塔, 而且位于山顶的杆塔和导线遭受雷击的概率并不比位于山腰或平原的杆塔和导线要高很多, 易受雷击的杆塔均处于空气潮湿、温暖, 气流运动较强、活动变化较频繁, 而且是土壤电阻率相对较低的地方, 如:半山的风口位置;一侧为开阔地带而另一侧为山丘的地带;四周围是山, 附近土地湿润的地方。

这是因为山腰、平原的空气潮湿、温暖使雷云与大地之间的电场介质的绝缘低于山顶而遭雷击, 而且, 地表的电导对雷电也有影响, 导电良好的地质 (如低土壤电阻率的地表) 比难以导电的地质易于引雷。所以, 雷电除了具有对尖端放电的特性外, 更具有沿最短路径放电 (电抗最小的路径) 的特性。当雷电云对地电阻较大 (雷电云对地之间的电场介质的绝缘高) 时, 雷电云并不容易放电, 雷电云随风移动而且是继续积累电荷, 当其遇到其最低的放电路径时, 就会产生放电;或者当雷电云相对静止时, 电荷积累得越来越多, 当它达到产生足够高的放电电压的时侯, 其破坏力就越大。避雷针的尖端放电原理:由于避雷针较高并且与大地有良好的接触, 当避雷针置于空中雷电云对地这个雷电场范围时, 在针尖上因静电感应而积累了与雷电场相反极性的电荷, 而使其附近的电场强度较其周围物体显著增强的缘故, 即使是雷电场对地之间的电场介质的绝缘强度不变的情况下, 此时雷电先导放电电场即开始被避雷针引起畸变, 避雷针将雷电放电途径引向自己;此时雷电场能量通过避雷针放电, 雷电场消失, 使它不发生超过设备承受能力的大电流放电, 从而起到保护的作用。

经过分析, 雷击选择点有3个条件:一是形成雷云;二是存在易于形成雷电通道;三是存在易于引起先导放电电场畸变的物体;第一个是必须条件, 第二、第三只要具备其中之一就有落雷的机会。所以, 雷电的形成我们不能控制, 但可以设法使雷电场提早对地放电, 使雷电的放电电压和放电电流减少到设备可以承受的范围之内, 从而减少其破坏。

我们分析了输电线路易遭受雷击的原因后得知, 要降低其遭受雷击的概率, 有两条途径:一是减少输电线路杆塔的接地电阻, 使雷电场的放电电压降低、使电荷能迅速流入大地, 从而保护输电设备;二是使输电线路的杆塔迁离雷电活动频繁的地点。对于第二个途径, 由于涉及到线路走廊规划等一系列的问题, 牵一发而动全身, 而且费用较大, 实施的可能性不大;第一个途径才是我们的工作重点。

2 对接地装置进行改造

为了有的放矢地对杆塔接地电阻进行改造, 首先对所有频遭雷击的线路的杆塔接地网进行普查, 以便对不符合设计要求的地网进行重点整改。在对地网的普查中, 有相当部分易受雷击的杆塔, 其接地电阻确实是偏大, 但也有不少的杆塔, 其接地电阻并没有偏大, 有个别的还相当低, 经过反复的测量, 其结果还是一样 (在误差的范围之内) , 在排除了测量方法不当和仪表仪器故障等问题之后, 又对地网进行挖土检查接地体, 并没有发现接地体受到较严重的腐蚀;复核了架空地线的防雷保护角, 也没有发现问题;查阅了此输电线路的运行记录, 发现此类杆塔在开始投运的2～3年内并没有受到雷击, 而是之后才陆续受到雷击的;经过一系列详细地分析, 认为主要的原因是架空地线与杆塔接地网之间的连接环节出了问题。于是, 对架空导线至接地网之间的引下线的所有连接点进行认真检查, 发现主要存在以下问题:

1) 架空地线与杆塔接触不良。架空地线与直线铁塔或水泥杆只有一个悬挂点连接, 接触面积太小, 经长时

间运行后, 接点氧化造成接触不良;

2) 接地网的引线与铁塔脚接触不良或接触面过小;

3) 电杆的避雷引下线接触不良 (有部分是利用电杆的爬梯作为避雷线的引下线) 。

通过认真细致地分析, 认识到过去只单独强调降低杆塔接地网的阻值, 而相对忽略了架空地线与铁塔及铁塔与接地网之间的连接;重新认识了线路防雷工作的方向之后, 分期分批对输电线路进行以下4个方面的整改:

1) 对达不到设计要求的杆塔地网进行整改;

2) 改善接地网与杆、塔的连接 (如对连接点除锈并涂导电膏, 设置独立的避雷引下线等) ;

3) 在架空地线与铁塔之间增加一条连接线 (称为引流线) 。改善架空导线与铁塔的连接效果, 提高雷电流的通过能力;

4) 在经常受到雷击的线路段, 安装线路避雷器。雷击线路后, 能及早释放雷电的能量, 避免雷电波沿输

电线路入侵变电站的设备, 造成输电线路调闸或设备损坏。

其中, 第2、3点的作用除了能更有效地防止雷电直击导线外, 还有以下作用:

1) 对雷电流有分流作用, 减小流入每一杆塔的雷电流, 使杆塔顶电位下降;

2) 雷击导线时, 能增强对导线的耦合作用, 降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压;

3) 雷击架空地线时, 对导线有屏蔽作用, 降低导线上的感应过电压。

3 结论

1) 在线路走廊的选择上, 应吸取实际运行经验, 在可能的情况下尽可能避开易遭雷击的地理位置及多雷区;在新线路设计与施工中, 避雷线与塔身应加跳线;

2) 防雷接地还应注重使各个连接点 (面) 的接触电阻的降低、连接可靠, 从而使全条线路的整体接地电阻降低, 达到提高耐雷水平的目的;

3) 降低线路接地装置电阻, 是保护输电线路不受雷击损害的有效措施;使架空地线与铁塔及铁塔与接地网之间有可靠连接是降低线路接地装置电阻的一项重要内容。

参考文献

[1]重庆大学.南京工学院合编.高电压技术[M].水利电力出版社, 1984.

架空输电线路的防雷措施 篇8

1 雷击的形式及危害

输电线路雷害的形式有感应雷和直击雷。实际运行经验表明:110k V及以上电压等级的输电线路雷害的原因分析主要是根据经验和故障现象, 因而比较难作出准确判断, 这对于有针对性地采取防雷对策十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响, 其绕击率约为平原线路的3倍, 或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压, 它的峰值很高, 破坏性很强, 在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿;重者击断导线造成停电事故。

2 防雷措施

2.1 运行管理

2.1.1 加强对防雷设备 (设施) 的定期巡视

在对防雷设备的检查巡视中:要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况;接地线引下线是否有断股、断线的情况。对运行时间长、实测接地电阻达不到要求的, 可以对地网进行开挖检查, 看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失, 以确保各部分都接触良好方可。有时在测量地网电阻会发现读数为无穷大的现象, 这多数是由于接地引下线与接地装置虚接所致。

2.1.2 定期对防雷设备 (设施) 进行测试

结合线路工作, 每年至少记录一次线路避雷器记录的动作情况。

线路避雷器运行2~3年应停电检查一次, 主要检查项目有:端部附件的锈蚀情况;绝缘子连接部分是否有脱胶、裂缝、滑移等现象;绝缘子表面有无裂纹或粉化现象;伞裙、护套材料有无变硬发脆现象, 有无漏电缝痕与电蚀情况;测量线路避雷器本体及支撑件绝缘电阻, 与历年结果比较不应有明显变化;对线路避雷器的间隙进行检查。

线路避雷器运行5年应停电进行直流lm A参考电压及75%参考电压下泄漏电流试验, 检查避雷器本体是否有劣化现象。

2.2 防雷设备 (设施) 、技术

2.2.1 地线、引下线及接地装置的防腐

110k V及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线, 装设接地装置, 通过引下线把雷电流释放到大地, 这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀, 这是自然因素, 但可以人为地对其进行有效的预防和改善。新建的线路防雷装置应选择热镀锌的钢绞线和圆钢来装设;锈蚀程度较轻的线路防雷装置应对其进行防腐处理, 锈蚀程度较严重的应更换新的线路防雷装置。

参考国内一些地方的运行经验, 结合实际, 对接地体引上处的防腐提出以下建议:接地体从土壤引上时, 在地面表层与接地体接触处最易锈蚀, 这是因为地面表层处的接地体易受潮且暴露在外, 与空气中的氧气接触, 接地体铁部件在富氧和潮湿的条件下, 极易锈蚀, 特别是处于酸性土壤及低土壤电阻率粘土中的接地体以及长期由于受到化肥农药侵蚀的稻田里的接地体。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触, 但其受潮情况明显优于地面表层处, 所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分, 土里的潮湿情况虽然严重, 但该部位处于缺氧状态, 所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂桨, 给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽, 接地体保护帽应凸出地面表层适当高度, 且要深入到土里适当的深度, 不需要做得太大, 以能起到保护作用为度, 使该部位接地体既与潮湿的土壤隔绝, 又与空气中的氧气隔绝。这样便有效地解决了该部位接地体的锈蚀问题, 实质上也就是基本解决了接地体引上处的锈蚀问题。该方法简单、易行、经济, 通过实施, 效果不错。

2.2.2 降低接地电阻

在电力系统中, 以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平, 比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有2种方法:一是增补地网;二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量, 一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。因此有时实测的接地电阻值比设计值要大, 甚至大很多, 达不到防雷要求的标准。所以应定期测量线路的土壤电阻率和接地电阻值, 对新建的线路也是如此。根据规程 (DL/T5092~1999) 规定, 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻不宜超过表1的数值。

2.2.3 减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻

接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻, 还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。当雷击时, 尽管地网的接地电阻满足要求, 若接地通道的接触电阻很大, 阻碍了雷电流的释放, 也极易造成绝缘子雷击闪络。

若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀, 可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓, 清除铁锈, 涂上导电脂, 重新牢固安装;若架空避雷线与塔身之间连接金具锈蚀, 可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线, 一端用并沟线夹固定在避雷线上, 另一端加接线端子与塔身牢固连接。

2.2.4 有针对性选用线路绝缘子

合成绝缘子能够被广泛应用于输电线路的主要原因是其具有良好的憎水性、耐污性好, 以及重量轻、体积小, 安装维护方便等特点。但是, 由于其伞裙直径和伞裙间距较小, 以及在长期潮湿天气下憎水性能的丧失等结构上的原因, 合成绝缘子的不明闪络率明显高于其它类型绝缘子。表2为挂网运行的110k V及以上合成绝缘子的事故类型分类统计, 从表中可以看出雷击故障仍占了最大比例。

从华南地区的输电线路运行情况反映, 合成绝缘子的雷击率明显高于其它类型绝缘子, 其主要原因就是由于合成绝缘子的伞裙间距过小, 易发生伞裙间飞弧短接现象, 这种经过空气通道的击穿大都对绝缘子本身不造成严重破坏, 其重合闸成功率很高, 而且不易找到明显的故障点。因此根据长期的运行经验和实际情况, 在多雷区域应使用特别增加了净距的合成绝缘子或钢化玻璃绝缘子为宜。

2.2.5 装设线路型避雷器

对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区, 采用一般防雷保护措施难以奏效时, 可以考虑利用线路避雷器来降低雷击跳闸率。

国内外运行结果证明, 安装线路避雷器在防止线路无论是雷绕击导线以及雷击塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。华南地区已经普及安装线路避雷器, 其防雷保护效果是比较好的。但是由于避雷器的防雷保护范围仅有一个档距左右 (最大范围约为50m) , 且价格昂贵, 不可能每基杆塔都安装, 应对安装地点、安装相方位、安装效果等进行综合评估以及必要的分析计算, 以期用最少的投入获取最大的收获。

确定线路避雷器安装杆塔应遵从以下原则多年运行表明为线路易击段、易击杆, 但降低接地电阻困难且不适宜架设藕合地线, 或上述措施实施后仍遭雷击的杆塔。

2.2.6 从设计上提高线路的防雷水平

建议今后在多雷地区线路的绝缘裕度、耐雷水平的设计应高于一般地区线路, 如绝缘配置、保护角等。

2.2.7 抓好线路的施工工艺

线路避雷器的安装应符合设计要求, 并严格按照避雷器生产厂家的产品安装使用说明书的要求进行。硅橡胶复合避雷器安装时, 应注意保护硅橡胶伞裙, 严禁用锐器划伤伞裙;水平放置时, 应避免伞裙的受力;带串联间隙的避雷器, 应校验间隙尺寸, 并将偏差控制在±10mm以内。

摘要：分析了架空输电线路雷击的形式及雷击对架空输电线路安全运行的危害, 并提出了相应的防雷措施和建议。

输电线路防雷技术的应用 篇9

1 输电线路防雷的必要性

目前为止, 我国的电力企业主要就是通过架空输电线路进行输电, 将电能传输到全国各个地区, 再通过变电站进行电能的转换, 最终形成配电网。架空线路进行传输还要受到各种不可控因素的影响从而导致输电线路跳闸, 影响用户用电的稳定性。根据相关统计显示, 在每年因为输电线路造成的跳闸事故中, 最多的是雷电引起的。同时, 雷电会给输电线路带来巨大的电流, 容易引起炸毁、燃烧, 并且产生强大的电动力, 造成电力设备的机械损伤。并且电力系统的修复需要很多时间和人力物力, 造成巨大的经济损失。因此对输电线路采取必要的措施进行防雷是提高供电的可靠性的重要手段, 对减少经济损失和保证用电安全具有极其重要的意义。

2 雷害的主要原因分析

首先根据专业人士多年的经验总结来看, 从山区的线路来看, 实际高度越高以及地形影响都会导致绕击率变高;而从平原或者丘陵的线路来看, 主要还是因为反击。

其实导致雷击的原因有很多, 雷击主要是因为大地感应电荷中和雷电云中的异种电荷所形成的, 接地装置的完好与雷害有直接相关的原因的。输电线路最大的感应雷过电压可达到400kv左右, 这种电压尤其对35kv及以下线路绝缘产生很大威胁, 对110kv以上威胁较小, 因此, 110kv以上的输电线路雷击故障大都是雷电直击引起的, 而且雷害也影响着接地装置。因此不论是反击还是绕击式的直击雷, 都影响输电线路的安全运行。我们在采取防雷措施前必须要针对不同的雷害故障采取恰当的预防措施。

3 输电线路防雷技术的措施

为了将雷击影响的概率降到最低, 保障电力系统的安全正常运行, 我国采取了很多的防雷措施。先不说不同的雷害原因需要针对性的应对措施, 我国很多地方地形因素、环境因素与经济因素不同, 都需要采取相应的措施, 因此在全国范围内实行统一防雷是非常难的, 同时还要考虑成本问题, 为此除去必要的防雷装置外, 还要注意以下几个具体环节。

3.1 加强绝缘

我们应该针对不同的情况, 如在雷电活动较强的地段适当增加绝缘子片数, 将导线和避雷线间的距离尽量拉大, 达到绝缘的目的。

3.2 采用负电保护

为了发挥出负电保护的作用, 在设置时需要遵循速动性、选择性、可靠性与灵敏性的要求, 如果发现系统的运行存在缺陷, 不仅要加强监视, 设置必备的保护措施, 还要及时联系工作人员进行处理, 及时消除障碍。

3.3 安装避雷装置

通过避雷装置比如避雷器将雷电的电流导向大地, 虽然不能完全消除, 但能很大程度减轻感应电压, 这样更能保证输电线路的安全。

3.4 接地装置处理

针对土壤电阻率较高的地区, 应更换接地网形式或置换土壤, 降低电阻, 并且还应该对接地线路进行定期检测和整改。

3.5 装设自动重合闸装置

线路的绝缘一般都有自我修复功能, 因此安装自动重合闸装置可以使大多数雷击造成的跳闸进行消除。

4 输电线路关于防雷技术的应用

根据之前的实践可以知道, 首先应该明确输电线路防雷措施的具体应用。在各级电压的输电线路中, 最好的措施就是安装自动合闸装置, 在最大程度上降低线路中断对防雷的影响。

除此之外, 对于各级电压线路, 还需要采取一些其他方面的措施:

1) 对于二百二十千伏以下的输电线路, 应该架设双避雷针, 尤其是在雷击较频繁的地方应更加注意, 对于少雷的线路段可以设置单避雷针。

2) 改善接地装置, 降低接地的电阻, 增强输电线路的绝缘性, 在必要的情况下还要架设耦合地线。

3) 对于年平均雷电三十次以上并且负荷较重的区域, 应该沿线路全线搭设避雷针。但如果输电线路在十千伏以下, 便可以不用全线搭设避雷针。

总而言之, 电力在输送过程中遭遇雷击是不可避免的。并且, 就目前的防雷技术来看, 不可能杜绝雷击现象的发生, 只是在最大程度上降低雷电发生的概率, 减少雷击的发生。因此, 国家应大力培养电力专业的人才, 不断地开发和引进新的防雷技术。坚持科技创新, 在实践中积累经验, 继续完善输电线路的防雷技术, 以便采取更加有效的防雷措施。

摘要：为了保证输电线路的正常运行, 为人们提供高质量的电能, 需要加强防雷技术的应用, 各个地区情况不同, 防雷技术的应用各有差异, 本文主要就这一问题展开分析。

关键词：输电线路,防雷技术,应用

参考文献

[1]郭起宏, 张毅, 王柱林.高尔夫球场的综合防雷管理系统研究[J].计算技术与自动化, 2010 (01) .

[2]周德增, 肖红宇, 刘骏, 李贵勇, 周兰萍.小关发射台综合防雷系统技术改造[J].数字通信世界, 2012 (05) .

[3]彭向阳, 李振, 李志峰, 王希, 余占清, 何金良.杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响[J].高电压技术, 2011 (12) .

架空输电线路防雷措施的研究 篇10

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.

输电线路防雷电设计 篇11

【关键词】输电线路；防雷设计；雷电放电；雷电压；雷电流

前 言

随着全球气候异常状况的加剧，雷电活动也异常频繁。雷害作为主要影响因素之一（雷击是造成输电线路跳闸停电事故的主要原因，在电力系统非计划停运中，雷电事故一般占30%以上，有的地区甚至达到80％以上），对电力安全传送的影响及危害非常大。输电线路雷害事故引起的跳闸，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及开关设备的维修工作量，而且由于输电线路上落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。

1.线路避雷器防雷的基本原理

当杆塔被雷电击时，雷引发的电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。

雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为：Ut=iRd+L.di/dt

式中i——雷电流；Rd——冲击接地电阻；L.di/dt——暂态分量。

当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1＞U50，如果考虑线路工频电压幅值Um的影响，则为Ut-U1+Um＞U50。因此，线路的耐雷水平与3个重要因素有关，即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。

2.输电线路雷电防护装置

2.1接闪器

接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。接闪器的金属杆称为避雷针，主要用于保护露天变配电设备和建筑物；接闪器的金属线称为避雷线或架空地线，主要用于保护输电线路；接闪器的金属带、金属网称为避雷带、避雷网，主要用于保护建筑物。它们都是利用其高出被保护物体的突出地位，把雷電引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。

2.2避雷器

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器一般装在各段母线和架空线的进口处。避雷器的主要类型有阀型避雷器，排气式避雷器，金属氧化物避雷器，和保护间隙。

2.3消雷器

消雷器是一种新型的防雷设备，它通过一直放电的形成条件或利用电晕电流中和效应，去中和掉雷云电荷中的一部分，使雷云电场达不到放电极限，从而防止雷击发生。

3.输电线路防雷措施

加装避雷器以后，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线传入相临杆塔，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，使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。

以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法，在平原地带相对较容易，对于山区杆塔，则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂，以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率，在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时，因接地线过长会有较大的附加电感值，雷电过电压的暂态分量L.di/dt会加在塔体电位上，使塔顶电位大大提高，更容易造成塔体与绝缘子串的闪络，反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用，对接地电阻要求不太严格，对山区线路防雷比较容易实现。

（1）降低杆塔接地电阻对提高线路反击耐雷水平效果非常明显。

（2）弧垂是影响线路耐雷水平的一个重要因素，线路耐雷水平会随着弧垂的增大而逐渐降低，对于大档距线段，不能简单地只考虑工频接地电阻值是否满足规程要求，还必须校验其反击耐雷水平。

（3）规程上雷击跳闸率和绕击率计算公式显得比较笼统，对于地处恶劣山区的线路实际上没有太多的参考意义。

（4）地形的变化是形成绕击区的主要原因，对于位于大斜坡上的杆塔，不能只用满足规定的保护角来确定防雷方式，还应把杆塔保护角与临界保护角相比较，来判定杆塔是否存在绕击区，这样更有利于线路防绕击性能的分析。

（5）线路防雷用金属氧化锌避雷器可以防止雷击塔顶和雷绕击导线后绝缘子的冲击闪络，但是其防雷效果主要取决于氧化锌避雷器其本身的稳定性能。

（6）线路各种防雷措施都有其针对性，在选择线路的防雷方式时必须先找出线路遭雷击跳闸原因，然后采取相应的防雷措施，只有这样才能在防雷保护上取得真正的实效。

在确定输电线路的防雷方式时，应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特征、土壤电阻率的高低等条件，并结合当地已有的线路的运行经验，进行全面的技术经济比较，从而确定出合理的保护措施。现有的输电线路防雷保护措施一般有以下各项.

（1）合理选择输电线路路径；（2）架设避雷线；（3）降低杆塔接地电阻；（4）安装线路避雷器；（5）架设耦合地线；（6）采用中性点非有效接地方式；（7）装设自动从合闸装置；（8）合理选择输电线路绝缘配合.

输电线路的防雷设计 篇12

3.3接地装置

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、防止反击的有效措施, 也是最经济、最有效降低线路雷击跳闸率的措施之一。杆塔因接地不良而发生的雷害事故所占线路故障率的比例相当高, 这主要是由于雷击杆顶或避雷线时, 因接地电阻偏高, 从而产生了较高的反击电压所致。在GB50545《110~750k V架空输电线路设计规范》7.0.16中杆塔接地电阻做了如下规定:在雷雨干燥季节时, 杆塔的工频接地电阻不宜大于表3中的值。有地线的线路杆塔不连地线的工频接地电阻见表3。

注:*如土壤电阻率超过2000Ω·M, 接地电阻难以降到30Ω时, 可采用6~8根总长不超过500m的放射形接地体或连续伸长接地体, 其接地电阻可不受限制。但对高度≥40m的杆塔, 接地电阻不宜超过20Ω。

实际运行过程中, 运行单位对工频接地电阻要求远严于GB50545《110~750k V架空输电线路设计规范》, 具体为:在考虑季节系数后, 变电站进出线2km区段、大跨越 (通常只档距1000m以上, 塔高100m以上) 段杆塔接地电阻值宜小于10Ω, 其它一般区段杆塔接地电阻值宜小于20Ω。同时在《湖南省电力公司架空输电线路管理规范实施细则》 (2009年版) 附录一中明确:接地电阻大于20Ω, 变电站进出线2km范围内电阻大于10Ω, 属于线路接地装置一般缺陷;接地电阻连续5基大于20Ω, 属于线路接地装置严重缺陷。水平接地体季节系数见表4。

注:检测接地装置工频接地电阻时, 如土壤干燥, 季节系数取较小值;土壤较潮湿, 季节系数取较大值。

因此, 对杆塔接地电阻进行如下设计。

(1) 线路每基杆塔不连地线的工频接地电阻, 在土壤干燥时, 同时考虑季节系数后, 按照变电站进出线1~2km范围内及大跨越处小于、等于10Ω、其他区段小于、等于20Ω控制。

(2) 线路杆塔接地装置采用人工接地, 接地体单根射线长度不宜超过60m。

(3) 线路接地引下线连接点采用双螺连接方式固定, 砼杆采用外引2根接地引下线从地线支架沿砼杆杆身连接至接地体, 形成明导通。

(4) 接地体和接地引下线规格:水平接地体采用圆钢, 垂直接地体采用角钢。接地引下线的圆钢不小于Φ12mm, 接地体圆钢不小于Φ10mm。

(5) 接地体埋深:在土壤电阻率ρ<100Ω·m的地区 (比如水田) , 接地体埋深不小于0.8m;在土壤电阻率100Ω·m≤ρ≤300Ω·m的地区, 接地体埋深不小于0.6m;在土壤电阻率300Ω·m≤ρ≤2000Ω·m的地区, 接地体埋深不小于0.5m;在土壤电阻率ρ>2000Ω·m的地区, 接地体埋深不小于0.3m。

(6) 埋设水平接地体时注意:遇倾斜地形沿等高线埋设, 敷设应尽量平直;接地体间的平行距离不小于5m。垂直接地体应垂直打入, 并防止晃动。

(7) 接地装置的敷设不应使用化学降阻剂。

4 防污闪 (防鸟害)

加强线路外绝缘, 提升外绝缘配置水平, 是线路防污闪的关键。早期主要采取逢停必扫的方式开展防污闪工作, 这种方式只能治标, 不能治本, 需要大量的人力、物力, 且效果不佳。随着输电线路状态检修工作的开展, 线路停电的时间和次数都受到了限制。但随着经济的发展, 电网容量和额定输电电压等级相应提高, 污秽也逐步加重, 部分线路因所处区域运行环境的改变导致外绝缘配置无法满足运行要求, 使输电线路污闪事件从未杜绝, 甚至有严重趋势, 这给线路安全稳定运行带来了隐患。

4.1 目前新建线路防污要求

目前按照《湖南省电力公司防污闪工作管理规定》要求, 对于不同的污区等级, 其外绝缘配置要达到表5的要求。新建、扩建、改建输电线路、变电站、发电厂升压站外绝缘统一爬电比距和现场污秽度的关系见表5。

4.2 线路途经地区的污区等级

地区污秽等级主要根据地区的污、湿特性、运行经验以及外绝缘表面污秽物的等值盐密3个因素综合确定, 参照《湖南省电力系统污区分布图》 (2011年) , 下东~万福庵110k V线路工程路径途经区域内均处于c级污区。本线路以云阳水泥厂为中心, 东西侧各1km按e级污区设防;考虑到茶陵县、安仁县及沿途乡镇的发展, 线路其余地段按d级污区设防。

4.3 线路防污设计考虑

为满足上述要求, 该新建线路可以通过增加绝缘子片数提升线路外绝缘配置水平, 在距离变电站2km后, 通过增加绝缘子片数达到大幅度增加线路外绝缘配置, 对变电站安全没有影响, 同时可以有效提升线路的防雷、防污水平。当然这一措施是在充分考虑塔头尺寸限制, 需考虑防风偏的问题后, 经过对塔头尺寸的验算, 在条件允许的情况下进行状态加强。

另外, 该新建线路使用钢化玻璃绝缘子, 应尽量使用大盘径、大爬距的防污型产品。要尽量提高绝缘子串的爬电距离, 通过提高爬电距离从而达到线路免清扫、免维护的要求。当悬垂串 (I串和双II串) 应在整串绝缘子中采用插花的方式插入大盘径空气动力型绝缘子, 其防冰闪、防雨闪和防鸟害能力明显提高。从防冰的角度来看, 在悬垂绝缘子串上端加装大盘径绝缘子, 可以将横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰隔断, 从而起到防冰闪的作用。采用大盘径绝缘子, 在绝缘子串靠横担处加装一片或在绝缘子串中间各安装多片大盘径绝缘子, 可以防止鸟粪污染绝缘子。这是因为当鸟粪污染绝缘子表面, 并积累到一定程度后在潮湿气候和雨雾作用下, 造成沿绝缘子表面的闪络。一般来说, 在干燥情况下, 鸟粪并不会明显降低绝缘子的闪络电压, 在潮湿的状态下是否引起污闪, 与鸟粪的电导率、污秽表面积、污秽路径等有关, 如果鸟粪形成长路径的贯穿性污染则有可能造成污闪。

针对线路防污, 还可选择在玻璃绝缘子表面喷涂RTV/PRTV涂料方式。在玻璃绝缘子表面喷涂RTV/PRTV涂料, 考虑目前我国生产RTV涂料的厂家较多, 产品质量良荞不齐, RTV/PRTV涂料使用寿命偏短 (3~5年) , 实际运行中又存在像涂层粉化、起包、剥落、憎水性能下降、憎水迁移能力减弱和憎水性恢复时间拉长、防污性能正在逐渐丧失的老化现象, 不推荐在该线路中应用。

4.4 线路途经地区鸟害情况

近年来输电线路鸟害跳闸故障凸显, 多数发生在杆塔周围有水塘、水库、湿地等区域, 鸟类基本是鹭、鹤类, 此类鸟喜欢在直线塔绝缘子串挂点处筑鸟巢引发的杂草下挂短接空气间隙跳闸或鸟排泄稀鸟粪短接空气间隙跳闸。本线路路径中, 从大源水库到万福庵变一带, 水塘、水库、湿地较多, 加之农业作物丰富, 极适宜各种鸟类生息繁衍。同区域经过的220k V朝大线在2011年5月5日02:10曾发生鸟害跳闸事件。因此, 线路设计时必须做好防鸟害设计考虑。

4.5 防鸟害设计考虑

对于防鸟害, 目前设计与运行有许多较好的办法。本线路设计中推荐: (1) 采用悬垂串挂点处叉铁少的塔型, 以防鸟类在绝缘子串挂点横担处筑巢引发杂草短接空气间隙事故。 (2) 在导线挂点横担处安装防鸟刺或驱鸟器, 不让鸟站在导线上方栖息、停留和排泄鸟粪。 (3) 针对排泄鸟粪闪络故障, 采用大盘径绝缘子插花, 对阻止泄稀鸟粪贯通绝缘子串表面也能起到一定作用。

5 防树 (竹) 线放电设计

线路运行单位的线路通道维护工作量最大, 虽然我国是市场经济社会, 但电力企业对线路走廊仍采用计划经济的手段, 新建线路占用农户耕地、山林等, 只对建设中受损青苗进行赔偿, 运行线路按规定要求农户不得在线路通道保护区种植高杆植物、建造厂房等, 结果线路建设中造成综合造价大, 施工架设遗留的与农户纠纷, 使今后运行单位难以正常巡视和检修。

国家电网公司基建技术 (2007) 第140号《国网公司输变电工程初步设计评审工作协调会议纪要》第三条评审工作总体原则第4点明确线路经过林区尽量采用高跨方案;GB/T50545《架空线路设计规范》13.0.6条和新版DL/T741《线路运行规程》附录A6都明确线路架设采用高跨成片林设计。因此本线路设计采用高塔跨越树竹木区和高塔沿村镇边架设, 以防运行线路因安全距离不满足而进行树竹木砍伐或农户平屋升高改建造成导线风偏校核不满足, 给运行单位增加维护工作量。同时输电线路采用跨越方式架设是经济合理的, 也符合国家电网公司电力建设环境友好型的目标。

6 防外力破坏 (山火、施工破坏) 设计

由于输电线路位置和环境条件的特殊性, 杆塔点多、面广、线长、终年暴露于野外, 除了遭受风、雨、雷、雪、冰等自然灾害外, 还不时遭受人为因素骚扰。近年来, 输电线路外力破坏导致线路跳闸事件呈现逐年上升的趋势, 已成为威胁电网安全运行的主要因素。

输电线路外力破坏原因众多, 在线路保护范围内施工建设、燃放易燃易爆物品、植树、设立市场或垃圾场、钓鱼等行为极易造成线路跳闸, 但这些行为点多、面广、突发性强, 难以防范。目前, 运行部门从加强对民众进行电力保护宣传、强化巡视制度管理、建立外力破坏隐患档案、设置防外力破坏警示牌等方式来防止所辖线路遭受外力破坏, 虽然收到了一定效果, 但因外力破坏导致线路跳闸事件时有发生。

线路所经地区基本位于山区, 可知的外力破坏点位较少, 仅位于西岭村附近的采石场, 路径选择上已经避开, 对今后线路的安全运行不存在影响。

但线路途经地区植被繁茂, 易遭受山火破坏;在110k V格万线130#至大源水库之间, 沿线居民区较多, 人员车辆活动频繁, 线路易遭受施工建设的人为外力破坏。因此, 在本线路设计中, 在路径选择上尽量避开易诱发山火的坟山、易开展施工建设的村庄。在跨越城镇及乡村公路时, 采用根开较小、呼高较高的铁塔跨越, 减少铁塔占地, 提高导地线跨越高度。

7 防风偏设计

导线风偏也是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一, 常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、单股、断线等。导致发生风偏主要因素是强风: (1) 强风使绝缘子串向杆塔方向倾斜, 减小了导线和塔的空气间隙距离, 当该间隙距离不满足放电的最低电压要求时便发生闪络。 (2) 强风是绝缘子向杆塔相反的方向倾斜, 减小了导线和通道内树竹的空气间隙距离, 当该间隙距离不满足放电的最低电压要求时便发生闪络。同时, 大风常伴雨水, 雨在强风作用下成线型状, 使放电电压降低。

目前线路设计在杆塔选择方面, 设计人员大部分是按照国网典设颁布的塔型进行线路设计, 该杆塔均进行过个各种工况条件下的计算, 出现第一种绝缘子与杆塔之间的风偏距离不够的情况几率很小;出现第二种情况的几率就比较大。目前运行部门通道砍伐力度在加大, 但随着群众经济意识增强, 砍伐难度越来越大, 特别是山区林区和城市公园, 危险树木基本砍伐不下来, 加之部分老旧线路, 杆塔设计高度偏低, 造成线路风偏对危险树木距离不够的情况时有发生。

在该线路设计中, 杆塔采用国网典设[1A8]加强后杆塔, 悬垂绝缘子串 (绝缘子结构高度146mm) 片数控制在9~10片时, 线路防风偏方面有足够的安全距离。全线采用玻璃绝缘子而非合成绝缘子, 无需增加重锤就能保证悬垂串合理重量, 有效抑制线路风偏的发生。在线路路径选择上, 尽量避开生长高度较高的林区, 无法避免跨越林区时, 采用呼高较高的杆塔, 最大程度上减小树竹对线路的影响。

8 结束语