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摘要：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。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，从中做好输电线路防雷设计工作，确保线路安全运行。基于此点，本文在主要从雷电对输电线路造成危害出发，着重针对输电线路防雷设计要点进行了探讨与研究，旨在有效地避免雷击，防止雷击跳闸率，减少雷电对电网安全运行影响。
关键词：输电线路；防雷设计；输电线路；避雷线
1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。
2 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。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。
输电线路雷击时产生的过电压可达400kV，极易对35kV以下的线路造成致命性的伤害。同时，雷电直击也是造成110kV以上输电线路故障的重要因素之一。直击雷可划分为绕击和反击两种形式，均能严重威胁线路的安全运行。经调查数据显示，绕击多发生于山区线路中，反击多发生于平原和丘陵地区线路中。所以，在设计输电线路之前，应对雷击的性质进行充分研究，从而运用针对性较强的防雷技术，以提高防雷效果。针对山区线路，应当选择防雷走廊，减小避雷线保护角，增强绝缘性能；对于丘陵和平原地区线路，应当采用有效措施降低电阻，以达到防雷的作用。
3 输电线路防雷设计要点探讨
在输电线路设计时，应当充分考虑当地线路情况，以及线路雷电活动频率和强度等因素的基础上，确定防雷技术的运用方案。
3.1合理选择输电线路路径
受地形、土质、气候状况的影响，某些地区极易成为雷击的多发区，所以在输电线路设计时必须避开这些地区，降低雷击概率。通常情况下，雷击区包括以下几个类型地段：（1）地下富含导电性矿藏的地区，以及地下水位较高的地区；（2）土质电阻率低的地区，以及土质电阻率发生骤变的地区，如田地、土壤、岩石等拥有不同类型地貌的地区和山坡断层带、交接地带、山谷地带等；（3）顺风的河谷地带和山区的风口等雷暴走廊区；（4）周围布满山丘的湿润盆地，如包围着湖、水塘、沼泽、水库、树林的地区；（5）土质条件较好、植被覆盖良好的山丘顶部区域以及向阳面区域。
3.2 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的输电线路不需要装设避雷线，200kV以上的输电线路需要全程搭设避雷线，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。
3.3 安装线路避雷器
避雷器是在避雷线基础上施加的一种防雷措施，以彻底防止绝缘导线上产生过电压。当雷击产生的电压过大时，避雷器通过利用低阻抗的通路将雷电流泄于地面，以保证输电线路电压在安全的范围内。在安设避雷器时，可选择如下类型的铁塔：环境恶劣的山区线路中的铁塔、跨越大的铁塔、水电站和升压站等出口线路处接地电阻较大的铁塔、出现过闪络的铁塔等。
3.4 架设耦合地线
在无法实现降低接地电阻的情况下，可在导线的周围或下方敷设一条底线，以使雷电流可以分流，降低绝缘子串两端的感应程度，减小反击电压间的分量。通过架设耦合地线，能够降低雷击时电力系统的跳闸率。
3.5 降低铁塔接地电阻
当合理匹配塔脚电阻和避雷线时，可以实现降压的功能。针对小于65kV大于40kV的输电线路不需要增设避雷线，但是必须做好铁塔接地措施。降低铁塔接地电阻的主要方法包括以下几种：（1）对于规模较小、较为集中的接地网，应当使用接地电阻降阻剂。在接地极四周铺设降阻剂，增大接地的面积，以降低铁塔与地面的电阻。由于此种方法具备较好的导电性能，所以应当将该方法推广使用；（2）爆破接地技术。该技术的运用方式是利用爆破来制造破裂，而后将电阻率低的材料通过压力机的作用导入到裂缝中，从而增强土壤的导电性能；（3）加大水平接地体的长度，由于电感效用与水平接地体的长度成正比关系，当接地体的长度达到55m时，其电阻率为500，当长度达到80m时，其电阻率为2000，所以当接地体达到一定长度后，冲击系数会逐步稳定，不再有所下降。
3.6 安装自动重合闸装置
电力系统在遭遇雷击时通过自动跳闸可以发挥自我保护作用，在自动跳闸后，此前所产生的部分系统故障便会自动消除。根据资料统计，在安装自动重合闸装置的输电线线路中，70kV以上的线路其重合闸的成功率为80%以上，30kV以下的输电线路重合闸成功率也可以达到60%，这说明自动重合闸装置是当前极为有效的防雷措施之一，各等级电压线路应当积极安装该装置。
4 结论
综上所述，在输电线路设计中，应当认识到雷击对线路正常运行的危害，将防雷技术纳入到线路设计的过程中。不仅要通过观测雷电情况掌握雷电参数和规律，还要主动加强与气象部门的沟通，全面获取雷电资料，以便在输电线路设计中运用适当的防雷技术，根据不同的适用情形做好预防工作。同时，在电力系统的建设中也要不断增加防雷的科技含量，提高电力系统的防雷击能力，确保电力系统的稳定运行。
参考文献：
[1]周国诚.关于高压输电线路防雷技术的探讨[J].黑龙江科技信息.2010（36）.
[2]朱俊武.输电线路设计中线路防雷技术的应用探究[J].技术与市场.2012（3）.
[3]叶晓东.输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究[J].中国高新技术企业.2011（22）.
[4]李志宏.35kV输电线路防雷技术初探[J].中国高新技术企业.2010（6）.
关键词：输电线路；防雷设计；输电线路；避雷线
1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。
2 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。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。
输电线路雷击时产生的过电压可达400kV，极易对35kV以下的线路造成致命性的伤害。同时，雷电直击也是造成110kV以上输电线路故障的重要因素之一。直击雷可划分为绕击和反击两种形式，均能严重威胁线路的安全运行。经调查数据显示，绕击多发生于山区线路中，反击多发生于平原和丘陵地区线路中。所以，在设计输电线路之前，应对雷击的性质进行充分研究，从而运用针对性较强的防雷技术，以提高防雷效果。针对山区线路，应当选择防雷走廊，减小避雷线保护角，增强绝缘性能；对于丘陵和平原地区线路，应当采用有效措施降低电阻，以达到防雷的作用。
3 输电线路防雷设计要点探讨
在输电线路设计时，应当充分考虑当地线路情况，以及线路雷电活动频率和强度等因素的基础上，确定防雷技术的运用方案。
3.1合理选择输电线路路径
受地形、土质、气候状况的影响，某些地区极易成为雷击的多发区，所以在输电线路设计时必须避开这些地区，降低雷击概率。通常情况下，雷击区包括以下几个类型地段：（1）地下富含导电性矿藏的地区，以及地下水位较高的地区；（2）土质电阻率低的地区，以及土质电阻率发生骤变的地区，如田地、土壤、岩石等拥有不同类型地貌的地区和山坡断层带、交接地带、山谷地带等；（3）顺风的河谷地带和山区的风口等雷暴走廊区；（4）周围布满山丘的湿润盆地，如包围着湖、水塘、沼泽、水库、树林的地区；（5）土质条件较好、植被覆盖良好的山丘顶部区域以及向阳面区域。
3.2 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的输电线路不需要装设避雷线，200kV以上的输电线路需要全程搭设避雷线，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。
3.3 安装线路避雷器
避雷器是在避雷线基础上施加的一种防雷措施，以彻底防止绝缘导线上产生过电压。当雷击产生的电压过大时，避雷器通过利用低阻抗的通路将雷电流泄于地面，以保证输电线路电压在安全的范围内。在安设避雷器时，可选择如下类型的铁塔：环境恶劣的山区线路中的铁塔、跨越大的铁塔、水电站和升压站等出口线路处接地电阻较大的铁塔、出现过闪络的铁塔等。
3.4 架设耦合地线
在无法实现降低接地电阻的情况下，可在导线的周围或下方敷设一条底线，以使雷电流可以分流，降低绝缘子串两端的感应程度，减小反击电压间的分量。通过架设耦合地线，能够降低雷击时电力系统的跳闸率。
3.5 降低铁塔接地电阻
当合理匹配塔脚电阻和避雷线时，可以实现降压的功能。针对小于65kV大于40kV的输电线路不需要增设避雷线，但是必须做好铁塔接地措施。降低铁塔接地电阻的主要方法包括以下几种：（1）对于规模较小、较为集中的接地网，应当使用接地电阻降阻剂。在接地极四周铺设降阻剂，增大接地的面积，以降低铁塔与地面的电阻。由于此种方法具备较好的导电性能，所以应当将该方法推广使用；（2）爆破接地技术。该技术的运用方式是利用爆破来制造破裂，而后将电阻率低的材料通过压力机的作用导入到裂缝中，从而增强土壤的导电性能；（3）加大水平接地体的长度，由于电感效用与水平接地体的长度成正比关系，当接地体的长度达到55m时，其电阻率为500，当长度达到80m时，其电阻率为2000，所以当接地体达到一定长度后，冲击系数会逐步稳定，不再有所下降。
3.6 安装自动重合闸装置
电力系统在遭遇雷击时通过自动跳闸可以发挥自我保护作用，在自动跳闸后，此前所产生的部分系统故障便会自动消除。根据资料统计，在安装自动重合闸装置的输电线线路中，70kV以上的线路其重合闸的成功率为80%以上，30kV以下的输电线路重合闸成功率也可以达到60%，这说明自动重合闸装置是当前极为有效的防雷措施之一，各等级电压线路应当积极安装该装置。
4 结论
综上所述，在输电线路设计中，应当认识到雷击对线路正常运行的危害，将防雷技术纳入到线路设计的过程中。不仅要通过观测雷电情况掌握雷电参数和规律，还要主动加强与气象部门的沟通，全面获取雷电资料，以便在输电线路设计中运用适当的防雷技术，根据不同的适用情形做好预防工作。同时，在电力系统的建设中也要不断增加防雷的科技含量，提高电力系统的防雷击能力，确保电力系统的稳定运行。
参考文献：
[1]周国诚.关于高压输电线路防雷技术的探讨[J].黑龙江科技信息.2010（36）.
[2]朱俊武.输电线路设计中线路防雷技术的应用探究[J].技术与市场.2012（3）.
[3]叶晓东.输电线路设计及运行中的防雷技术措施研究[J].中国高新技术企业.2011（22）.
[4]李志宏.35kV输电线路防雷技术初探[J].中国高新技术企业.2010（6）.