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摘要：随着我国电力事业的发展，我国输电线路不断增多，但是输电设备遭雷击的情况也时有发生。特别是在一些地形比较复杂的山区，大部分的输电事故都是雷击跳闸造成的。这些事故的发生对输电线路的正常运行产生非常大的影响，所以在进行线路设计时要考虑到线路的避雷问题，要运用适当的防雷技术设备，这样才能够保证输电线路的正常运行。本文针对雷电对输电线路的危害，提出了几点降低架空输电线路的防雷设计措施。
关键词：输电线路；防雷；绝缘
中图分类号：S611文献标识码： A
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。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討与研究，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。
1.雷电对输电线路造成的危害
从输电线路以及电网的安全考虑，雷电的危害主要体现在两个方面：一是雷电放在输电线路上，会引起很高的过电压．导致继电保护动作跳闸，切断运行线路造成巨大损失；考验周围设备的绝缘水平和耐受能力，对人员、设备造成威胁。二是雷电带来巨大电流施加在输电线路上，导致雷电击中点炸毁、燃烧使导线损毁或熔断，巨大电流产生的强大电动力还会造成杆塔等电力设备的机械损伤。雷电导致的灾害往往不能通过电力系统自身的修复能力自动恢复，造成设备损坏更是需要一定时间和力量进行检修处理。雷电发生集中在春季和夏季，正是生产集中的时期，急待新闻，信息的迅速转播。这一时期的电力中断将会造成极大的经济损失。雷电天气发生在夜晚、环境恶劣地区的可能性较大，更增大了检修的难度。此外，运行中的输电线路比不带电的输电线路遭受雷击的可能性更大。
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。
2、输电线路综合防雷设计措施
在输电线路防雷设计过程中，要结合工程特性和工程区已投运线路的工程实际，针对线路所遭受雷击方式的不同设计出有针对性的线路综合防雷方案，并根据运行维护过程中提出的一些问题和建议采取有效的设计方案修正措施，做到防雷设计方案安全可靠、经济合理，确保线路具有较高的防雷水平。笔者将结合自我在实践设计过程中的相关经验及一些文献资料报道，对提高输电线路防雷水平提出一些设计思考和经验。
2.1科学合理选择输电线路路径，有效易避让雷击区
合理选择输电线路路径，可以有效避让低电阻率区，提高线路防雷接地设计水平。从大量实践案例分析可知，输电线路容易遭受雷击的地方主要集中在山区风口、顺风河口、以及峡谷等特殊地理位置处；四周是山丘的潮湿盆地，如输电线路杆塔四周存在鱼塘、水库等大面积水域；土壤电阻率存在突变的地带，如：岩石与土壤交界、山坡和稻田的分割等处。低土壤电阻率地区，容易遭受雷击。因此，在输电线路综合防雷设计过程中，结合地质勘探资料，科学合理选择线路路径，有选择避让易雷击区，可以从路径选址方面提高线路防雷水平。
2.2适当增加绝缘子数提高输电线路绝缘水平
在DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中关于绝缘子数规定为：在海拔不超过1000m的地区，输电线路其悬垂绝缘子串的绝缘子个数分别不低于7片（110kV）、13片（220kV）、17片（330kV）、25片（500kV），且对于大跨越档距全高超过40m的输电线路杆塔而言，其高度每增高10m则应相应增加1片绝缘子。由于我国处于1000m以上的海拔地区范围较广，其输电线路大多架设在山间盆地中，因此笔者建议：
①在进行输电线路悬垂绝缘子片数选型设计过程中，如果该地区平均海拔在1000m及以上，在设计过程中应严格按照设计规程要求乘以海拔校正系数。
②对于直线杆塔而言，35～220kV的输电线路宜考虑增加1片，对于220kV及以上电压等级输电线路宜考虑增设1～2片绝缘子；耐张杆塔宜结合工程特性按实际需要考虑增设1～2片绝缘子；
③对于可能多次遭受雷击的输电线路杆塔，在进行技术升级改造设计过程中，宜结合工程实际考虑增设1～2片绝缘子；
④对于大跨越杆塔或布设在山顶处的输电线路杆塔绝缘子串设计过程中，宜考虑增设1～2片绝缘子，以提高输电线路杆塔综合耐雷水平，确保输电线路设计方案具有较高的运行安全可靠性。
2.3合理设计方案增加导线与避雷线间的耦合系数
根据雷击闪络的反击原理可知，通过减少电感、降低接地电阻、增加导线与避雷线间的耦合系数等，可以在一定程度上增加输电线路的综合耐雷水平。因此，在输电线路综合防雷设计过程中，应结合工程实际考虑架设双避雷线或在导线下放布设耦合地线等方式来增加耦合系数，这样可以有效限制杆塔端部电压降低雷击过程中悬垂绝缘子串上的过电压幅值。
2.4同塔双回线路不同回路间设计不平衡绝缘方案
在输电线路防雷设计中，采用不平衡绝缘防雷方案实际就是对于同塔双回线路不同回路选用不同片数的绝缘子串。也即当雷击输电线路时，绝缘子串片数少的回路将先发生闪络，其闪络后的导线就相当于地线，这样可以增加同塔上的另一回导线的耦合作用，进而确保绝缘子串片数多的回路耐雷水平增高而不至于发生闪络，确保其中一回路继续安全可靠供电。
2.5安装线路氧化锌避雷器
避雷线的架设在一定程度上能够降低导线上的感应过电压，但不能完全消除感应雷的破坏作用，这要求在线路适当位置装设避雷器来将雷电流有效泄放入大地中，从而达到限制雷击过电压，保护电器设备运行安全的作用。安装线路氧化锌避雷器可以较大提高110kV及以上输电线路的综合耐雷水平，有效降低输电线路绕击和反击故障的发生，其对于雷电活动较为频繁且采用常规措施很难降低杆塔接地电阻的工程中，采用线路氧化锌避雷器其防雷效果相当明显。
3、结束语
为了有效防止和减少雷害对输电线路造成的破坏，在输电线路综合防雷设计过程中，要充分结合工程特性，考虑输电线路工程区的雷电活动频率及强弱程度、地形地貌、土壤电阻率等相关因素，同时还要结合工程区已投运输电线路的运行经验、技改经验等，通过技术、经济等方面的综合比较分析，比较出较为优越的综合防雷设计方案，确保输电线路具有较高防雷、耐雷水平。
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；绝缘
中图分类号：S611文献标识码： A
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。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討与研究，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。
1.雷电对输电线路造成的危害
从输电线路以及电网的安全考虑，雷电的危害主要体现在两个方面：一是雷电放在输电线路上，会引起很高的过电压．导致继电保护动作跳闸，切断运行线路造成巨大损失；考验周围设备的绝缘水平和耐受能力，对人员、设备造成威胁。二是雷电带来巨大电流施加在输电线路上，导致雷电击中点炸毁、燃烧使导线损毁或熔断，巨大电流产生的强大电动力还会造成杆塔等电力设备的机械损伤。雷电导致的灾害往往不能通过电力系统自身的修复能力自动恢复，造成设备损坏更是需要一定时间和力量进行检修处理。雷电发生集中在春季和夏季，正是生产集中的时期，急待新闻，信息的迅速转播。这一时期的电力中断将会造成极大的经济损失。雷电天气发生在夜晚、环境恶劣地区的可能性较大，更增大了检修的难度。此外，运行中的输电线路比不带电的输电线路遭受雷击的可能性更大。
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。
2、输电线路综合防雷设计措施
在输电线路防雷设计过程中，要结合工程特性和工程区已投运线路的工程实际，针对线路所遭受雷击方式的不同设计出有针对性的线路综合防雷方案，并根据运行维护过程中提出的一些问题和建议采取有效的设计方案修正措施，做到防雷设计方案安全可靠、经济合理，确保线路具有较高的防雷水平。笔者将结合自我在实践设计过程中的相关经验及一些文献资料报道，对提高输电线路防雷水平提出一些设计思考和经验。
2.1科学合理选择输电线路路径，有效易避让雷击区
合理选择输电线路路径，可以有效避让低电阻率区，提高线路防雷接地设计水平。从大量实践案例分析可知，输电线路容易遭受雷击的地方主要集中在山区风口、顺风河口、以及峡谷等特殊地理位置处；四周是山丘的潮湿盆地，如输电线路杆塔四周存在鱼塘、水库等大面积水域；土壤电阻率存在突变的地带，如：岩石与土壤交界、山坡和稻田的分割等处。低土壤电阻率地区，容易遭受雷击。因此，在输电线路综合防雷设计过程中，结合地质勘探资料，科学合理选择线路路径，有选择避让易雷击区，可以从路径选址方面提高线路防雷水平。
2.2适当增加绝缘子数提高输电线路绝缘水平
在DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中关于绝缘子数规定为：在海拔不超过1000m的地区，输电线路其悬垂绝缘子串的绝缘子个数分别不低于7片（110kV）、13片（220kV）、17片（330kV）、25片（500kV），且对于大跨越档距全高超过40m的输电线路杆塔而言，其高度每增高10m则应相应增加1片绝缘子。由于我国处于1000m以上的海拔地区范围较广，其输电线路大多架设在山间盆地中，因此笔者建议：
①在进行输电线路悬垂绝缘子片数选型设计过程中，如果该地区平均海拔在1000m及以上，在设计过程中应严格按照设计规程要求乘以海拔校正系数。
②对于直线杆塔而言，35～220kV的输电线路宜考虑增加1片，对于220kV及以上电压等级输电线路宜考虑增设1～2片绝缘子；耐张杆塔宜结合工程特性按实际需要考虑增设1～2片绝缘子；
③对于可能多次遭受雷击的输电线路杆塔，在进行技术升级改造设计过程中，宜结合工程实际考虑增设1～2片绝缘子；
④对于大跨越杆塔或布设在山顶处的输电线路杆塔绝缘子串设计过程中，宜考虑增设1～2片绝缘子，以提高输电线路杆塔综合耐雷水平，确保输电线路设计方案具有较高的运行安全可靠性。
2.3合理设计方案增加导线与避雷线间的耦合系数
根据雷击闪络的反击原理可知，通过减少电感、降低接地电阻、增加导线与避雷线间的耦合系数等，可以在一定程度上增加输电线路的综合耐雷水平。因此，在输电线路综合防雷设计过程中，应结合工程实际考虑架设双避雷线或在导线下放布设耦合地线等方式来增加耦合系数，这样可以有效限制杆塔端部电压降低雷击过程中悬垂绝缘子串上的过电压幅值。
2.4同塔双回线路不同回路间设计不平衡绝缘方案
在输电线路防雷设计中，采用不平衡绝缘防雷方案实际就是对于同塔双回线路不同回路选用不同片数的绝缘子串。也即当雷击输电线路时，绝缘子串片数少的回路将先发生闪络，其闪络后的导线就相当于地线，这样可以增加同塔上的另一回导线的耦合作用，进而确保绝缘子串片数多的回路耐雷水平增高而不至于发生闪络，确保其中一回路继续安全可靠供电。
2.5安装线路氧化锌避雷器
避雷线的架设在一定程度上能够降低导线上的感应过电压，但不能完全消除感应雷的破坏作用，这要求在线路适当位置装设避雷器来将雷电流有效泄放入大地中，从而达到限制雷击过电压，保护电器设备运行安全的作用。安装线路氧化锌避雷器可以较大提高110kV及以上输电线路的综合耐雷水平，有效降低输电线路绕击和反击故障的发生，其对于雷电活动较为频繁且采用常规措施很难降低杆塔接地电阻的工程中，采用线路氧化锌避雷器其防雷效果相当明显。
3、结束语
为了有效防止和减少雷害对输电线路造成的破坏，在输电线路综合防雷设计过程中，要充分结合工程特性，考虑输电线路工程区的雷电活动频率及强弱程度、地形地貌、土壤电阻率等相关因素，同时还要结合工程区已投运输电线路的运行经验、技改经验等，通过技术、经济等方面的综合比较分析，比较出较为优越的综合防雷设计方案，确保输电线路具有较高防雷、耐雷水平。
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）.