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1、 高压输电线路绝缘配置及防雷保护研究 摘要：随着科学技术的不断进步，输电技术朝着高电压、大容量、远距离的目标日益发展。其中超、特高压输电是当前电力系统重要组成部分，在电力发展战略中扮演着重要角色。本文详细介绍了高压输电线路遭受雷击的主要形式、特点及主要原因，对高压输电线路的绝缘配置进行了分析，并提出几条防雷保护措施，希望能够对高压输电线路的运行维护、安全管理起到良好的借鉴作用。关键词：高压输电线路；绝缘配置；防雷保护0、引言雷电过电压是指由于雷电的作用在导线上产生的过电压，也称外过电压，是造成高压输电线路跳闸的主要原因，其对电力的快速传输带来了巨大影响。为了保障安全可靠的供电，就需要加强对高压
2、输电线路防雷的重视力度和保护措施。对高压输电线路进行绝缘配置和防雷保护，不仅可以减少高压输电线路的运行维护费用，而且能够有效地防止雷电波通过高压输电线路对变电站和发电厂设备造成不利影响和避免电网发生大面积的停电事故。1高压输电线路遭受雷击的主要情况分析1.1高压输电线路发生雷击故障的主要形式一般高压输电线路遭受雷击的形式主要有2种，一种是感应雷过电压，就是指在高压输电线路附近范围内发生了雷击，由于高压输电线路的电磁感应效应产生了电压，这种雷击过电压形式很常见，对线路的威胁不大：第二种是直击雷过电压，就是指雷击直接发生在高压输电线路的导线、避雷线或者杆塔上产生的过电压。一般容易发生雷击事故的高压
3、输电线路大多都是架设在山区的风口、顺风的河谷、峡谷以及气候潮湿的山丘盆地等等。1.2高压输电线路遭受雷击的特点及主要原因高压输电线路发生雷击问题是有一定规律的。在土壤电阻率较高的地方，雷电活动较弱，不易发生雷击问题，但是，高压输电线路在架设过程中，距离地面越高，遭受雷击的几率就越大；架设线路长度越长，遭受雷击的几率也越大。高压输电线路遭受雷击的主要原因一般有以下4种：（1）线路中的绝缘材质性能达不到标准，可能是线路自身材质的绝缘强度不足或使用时间长导致绝缘性能降低。（2）避雷线的设计不合理，没有充分计算杆塔塔头尺寸的大小，导线不在合理的保护范围内，在避雷线设计过程中未采用最合适的设计方案，导致
4、了避雷线不能在保护范围内积极地保护高压输电线路的安全，甚至给高压输电线路带来雷电直击或绕击。（3）高压输电线路架设过程中避雷线的接地不良或者是避雷线和导线之间的距离过小，都会导致高压输电线路自身的防雷性能减弱，增加发生雷击事故的几率。（4）高压输电线路的防雷措施不到位，没有实行其他有效的保护措施。2、高压输电线路的绝缘配置在高压输电线路中，随着电压等级的不断提升，对线路的绝缘配置要求也越来越高。为了保证绝缘水平，需将数只绝缘子串起来，与金具配合组成架空线悬挂体系即绝缘子串。线路中常见的绝缘子有陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子以及有机复合绝缘子，这些绝缘子根据受力特点，在直线型杆塔上组成悬垂串，耐张杆塔上
5、组成耐张串。在实际架设过程中，由于高压输电线路大跨越高杆塔地段、塔顶位置较高、落雷几率变大以及绕击电流最大幅值增大等因素，雷击发生率会增加，导致高压输电线路跳闸率增加。为了减少跳闸现象的发生，可以通过增加绝缘子串数来加大地线之间的距离，加强线路的绝缘性，从而减少雷击事故。绝缘配置除了使用绝缘材料来防雷，还可以通过空气介质提高耐雷水平。空气间隙的绝缘保护特性在绝缘配置中也占据着重要地位，但目前对空气介质绝缘器材的研究仍在发展中，考虑到实际资金问题，有待进一步深入探讨。3、高压输电线路的防雷保护措施3.1评价高压输电线路的防雷性能是否合格的标准想要鉴定某高压输电线路的防雷性能是否符合标准，需要通过
6、2种指标来评价，分别是耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平测试的是高压输电线路在遇到雷击的时候，是否依旧能够保持原来供电水平的指标。雷击跳闸率则是计算某一段高压输电线路在某一段时间内发生雷击跳闸事故的次数，通过次数来分析跳闸率的指标。这2个指标是互相联系的，耐雷水平带动跳闸率的变动，高压输电线路耐雷水平的升高标志着其跳闸率的降低。3.2高压输电线路防雷措施3.2.1安装线路避雷器安装线路避雷器在防雷措施中较为常见。其能够在线路遭受雷击时，将雷电流通过避雷器导入地下或者附近的杆塔，阻止雷电流集中在某一段线路中，而使雷电流被较大范围的场所吸收。一般在雷电流超过线路的安全值时，避雷器就会工作，将这些雷电流
7、进行分流，使其中一大部分雷电流过渡到相邻的杆塔上，从而降低了本杆塔的电压。另外，雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应的作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量，间接地导致了导线电位的升高，也就降低了导线和塔顶之间的电位差，降低了跳闸发生率。3.2.2架设避雷线避雷线是在架设高压输电线路时最基础的防雷保护措施。避雷线的设置不仅可以降低保护范围内高压输电线路遭受雷击的几率，还可以有效地降低塔顶的电压，从而降低塔顶和导线之间的电位差，也就减少了绝缘子串的闪络次数：导线的感应过电压也得到降低，对导线起到了屏蔽作用，一般110kv及以上的高压输电线路都需要沿全线路架设双镀锌钢绞线地线，或者采
8、用OPGW型光纤复合地线，这样会对输电线路起到防雷保护作用。通过实践情况分析可知，架设避雷线是最基础最有效的防雷措施之一，并且随着高压输电线路的等级提高，避雷线的作用也会更加明显。3.2.3接地电阻的保护接地电阻的大小直接影响架空输电线路的防雷水平，所以需要收集准确的地质土壤资料，计算接地电阻大小来保证可靠接地作用。运行维护中，需要确认杆塔和接地引线之间的衔接是否优良，定时测量接地电阻情况，及时作出反馈。一旦接地电阻过大，假设此时高压输电线路遭受了雷击，则塔顶的电位会被拉高，塔顶与导线之间的电位差就会明显增加，导致绝缘子中的闪络频率增高，从而引起跳闸故障。如果接地电阻较小，则高压输电线路在遭受
9、雷击时就会将雷电流顺利导入地下土壤，使雷电流得以疏散，保障了高压输电线路的安全运行。因此，确保合格的接地电阻值至关重要，降低接地电阻就是增强线路的防雷能力。接地电阻影响电阻率，但电阻率不仅仅受接地电阻影响，还与周围环境有关。因此，在输电线路设计时就需要做好实地调查，避开有高山和石头较多的地方但是根据我国实际地理环境，有时候很难避开这些电阻率高的环境，那么，在这种环境下架设高压输电线路时，需采用添加降阻剂、增加垂直接地极等措施来降低接地电阻率。3.2.4加强对雷电屏蔽技术的研究开发加强高压输电线路的防雷水平也需要从外部对雷击进行防范，我国目前很多雷击跳闸事故都是由于绕击造成的，因此可以在高压线塔
10、顶设置单根避雷针，在高压输电线路自身有限的防绕击环境下，通过避雷针将防绕击转换为防反击，这样就可以有效地起到防雷效果：在输电线路和大地之间可以铺设负角保护和预防电棒，以降低高压输电线路的绕击率，增强高压输电线路的防雷耐雷水平。4、结语高压输电线路的任务就是输送电能，在电力电网中，高压输电线路属于重要组成部分，它的安全可靠运行，对于电力系统的稳定有着很重要的作用，也关系到经济社会的健康发展，是目前电力发展领域的热点之一，因此对高压输电线路的保护显得至关重要。在高压输电线路的故障中，雷击跳闸占据主要部分，所以必须做好防雷措施。在防雷工作中，要积极采取科学、有效、经济的方法制约雷击跳闸事故的发生，结合实际情况科学分析、制定方案，保障高压输电线路可靠运行。Reference：1姜德华.高翔.输电线路防雷改进措施的研究A.云南电力技术论坛论文集.2007.2梁荣振.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨J.机电信息.2011（9）.3杨炽粱.高压输电线路绝缘配置与防雷措施J.大科技.2012.（11）.4孟遂民.孔伟.唐波.架空输电线路设计（第二版）作者姓名李瑞月（1998年）、性别女、民族（汉族），籍贯（山西省、五寨县）、三峡大学电气与新能源学院，大学本科，电气工程及其自动化（输电线路方向）。 -全文完-
