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摘要：本文从超高压架空输电线路防雷的原则和方法入手，通过对500kV高压输电线路雷电干扰的成因及防雷计算分析，主要就当前500kV高压输电线路防雷的新措施进行探究。
关键词：500kV；输电线路；雷电干扰成因；防雷措施
中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）12-0267-01
一、前言
近年来，随着电力建设的迅速发展，500kV高压输电线路供电可靠性的要求越来越高。由于输电线路纵横均暴露在空旷的野外，具有线路长、分布广且易受各种地形条件及各种气候的影响，遭受雷击的情况时有发生。因此，加强500kV高压输电线路的防雷性能，提高线路安全可靠的运行水平，是当前超高压输电线路的保护研究重点。
二、超高压架空输电线路防雷的基本原则和方法
超高压架空输电线路防雷的基本任务是采用技术上与经济上合理的措施，将雷击事故减少到可以接受的程度，以保证供电的可靠性与经济性为此，一般设有四道防线。
（一）保护导线不受或少受雷直击。为此可采用避雷线、可控放电避雷针、消雷器及侧向避雷针。目前采用避雷线仍然是架空输电线路防雷的首选措施，这是被长期工程实践所证实了的行之有效的防雷方法，当然在某些线段由于特殊的地理环境造成绕击率偏高，或是由于接地电阻降不下来造成雷击跳闸率偏高時，为提高线路的安全运行水平可采用可控放电避雷针及在地线上加装侧向避雷针。
（二）雷击塔顶或避雷线时不使或少使绝缘发生闪络。为此需提高线路的耐雷水平或线路的绝缘水平。最经济实用的办法是降低杆塔接地电阻来提高线路的耐雷水平，在山区当降低接地电阻很困难时，可采用可控放电避雷针，加装耦合地线、在地线上加装侧向避雷针，或适当加强绝缘。采用可控放电避雷针时由于绕击率很低，而且主放电电流很小（平均为7kA），一般线路杆塔的耐雷水平都大于此值，所以它能大大降低线路的雷击跳闸率，提高线路的安全运行水平。
（三）当绝缘发生闪络时尽量减少由冲击闪络转变为稳定性电弧放电。为减少由线路绝缘子的雷电冲击闪络变为稳定性电弧的概率，从而减少雷击跳闸率，为此应减少绝缘上的工频电场强度，或电网中性点采用不直接接地方式。采用这种方法应谨慎，因为改变中性点的接地方式，将改变系统的运行方式和系统参数，稍有不慎将引起严重后果。
（四）即使跳闸也不中断电力的供应方式。提高供电可靠性，可用自动重合闸或用双回线以及环网供电加强电网结构。当然，不是所有线路都要具备以上四道防线，而是要因地制宜，合理采用，把雷害引起的停电事故次数减少到可以接受的程度。
三、输电线路雷电干扰成因分析
一切对电气设备的绝缘有破坏性的电压升高，均称为过电压，大气过电压是指电力系统内的电气设备和地面上的建筑物与构筑物遭受直接雷击或雷电感应时产生的过电压，大气过电压的能量源于电力系统外部，故又称外部过电压。雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象，前者称为云闪，后者称为地闪。地闪对电力系统，特别是对输电系统造成威胁，输电线路当遭受雷击时使其绝缘被击穿，造成相与地或相与相间短路，因500kV电网是中性点直接接地系统，将造成线路跳闸，引起线路停电或电网稳定事故，给国民经济带来严重损失。
四、防雷新措施
（一）绕击雷对500kV输电线路的危害。雷电对输电线路造成危害的形式主要有感应雷与直击雷，对于220kV及超高压输电线路，由于自身绝缘水平较高，感应雷不会构成威胁，雷电危害主要是直击雷的影响。随着雷电定位系统的广泛采用，人们对输电线路雷击故障有了更加清晰的认识，大量的雷击跳闸故障都是由相对较小的15-30kA左右雷电流绕击引起的。现场数据分析表明，220kV和500kV线路雷电绕击跳闸率占雷击跳闸总数的50%和85%以上，线路绕击呈现如下规律：雷击闪络故障以杆塔边相为主；雷电流幅值较低，一般在15-30kA左右；耐张转角塔遭雷击比例较高；平原地区也有一定的概率。
（二）防绕击雷避雷针的技术原理。当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场，此电场强度达一定值时会使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电，当雷电云层内部形成一个下行先导时，雷击放电过程便开始了，下行先导电荷以阶梯形式向地面移动，下行先导携带着的电荷使地面建立起电场。此时，从地面上的建筑物或物体产生了一个上行的先导，此上行先导向上传播一直到与下行先导会合，此时，闪电电流便流过所形成的通道，地面上的其他建筑物可能会生成好几个上行先导，与下行先导会合的第一个上行先导决定了雷击点的位置。而输电线路自控防绕击避雷针串联了小间隙，间隙的存在相当于在避雷针上串联了一个电容，在足够高的雷云场强下，小间隙两极积累电荷，当场强超过小间隙的击穿场强时将小间隙击穿，产生一个比普通避雷针更快的上行先导，因而能够比普通针更加容易吸引雷击。
（三）防绕击雷避雷针的设计与结构。防绕击避雷针的设计，首先最大限度地满足防雷击的电气特性以外，还尽量考虑到其安装于架空电力线路所必需的各项机械性能，满足防雷电绕击的电气特性主要是指降低绕击率。满足安装于架空线路所必需的机械性能主要是指避雷针安装于架空地线应具备：足够的握力；通流能力：抗振动疲劳的能力；抗不均匀覆冰扭转的能力；其频率特性及线夹出口振动角应符合有关标准要求。
（四）防绕击雷避雷针的安装使用。目前的防绕击雷避雷针按不同型号可适用于35-500kV直至l000kV输电线路地线、截面在35-250mm钢绞线，铝包钢绞线，良导体绞线，光纤复合架空地线等，安装位置主要在架空地线上距铁塔横担中心15m、30m各装1个，每基塔装8个。防绕击雷避雷针的安装步骤是：将避雷针杆安装于线夹下孔（注意对好定位槽），依次装上平垫圈、套管、平衡球、平垫圈、弹簧垫圈、螺母、螺母拧紧力矩36Nm、插上开口销、掰开销口；在架空地线上安装配套的护线条：将线夹安装于护线条中部，螺栓拧紧力矩65N·m；避雷针杆朝向线路地线外侧，防振锤大锤头朝向铁塔，塔头侧针是防绕击避雷针的配套金具，每基塔装两个。它在铁塔羊角靠最上侧和最外侧的螺栓上水平安装，针杆上扬，并至少伸出羊角外300mm。
五、结语
总之，对于雷电反击故障，降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效，对于雷电绕击故障，减小避雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。对于双回路或多回线路，差绝缘配置有一定效果。
参考文献：
[1]蒋国文，吴亮，安莉，张英华，姜伟军.超高压输电线路雷击事故分析及保护措施[J].电瓷避雷器，2008.
[2]陈国庆，张志劲.输电线路耐雷性能计算方法的研究现状分析[J].
关键词：500kV；输电线路；雷电干扰成因；防雷措施
中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）12-0267-01
一、前言
近年来，随着电力建设的迅速发展，500kV高压输电线路供电可靠性的要求越来越高。由于输电线路纵横均暴露在空旷的野外，具有线路长、分布广且易受各种地形条件及各种气候的影响，遭受雷击的情况时有发生。因此，加强500kV高压输电线路的防雷性能，提高线路安全可靠的运行水平，是当前超高压输电线路的保护研究重点。
二、超高压架空输电线路防雷的基本原则和方法
超高压架空输电线路防雷的基本任务是采用技术上与经济上合理的措施，将雷击事故减少到可以接受的程度，以保证供电的可靠性与经济性为此，一般设有四道防线。
（一）保护导线不受或少受雷直击。为此可采用避雷线、可控放电避雷针、消雷器及侧向避雷针。目前采用避雷线仍然是架空输电线路防雷的首选措施，这是被长期工程实践所证实了的行之有效的防雷方法，当然在某些线段由于特殊的地理环境造成绕击率偏高，或是由于接地电阻降不下来造成雷击跳闸率偏高時，为提高线路的安全运行水平可采用可控放电避雷针及在地线上加装侧向避雷针。
（二）雷击塔顶或避雷线时不使或少使绝缘发生闪络。为此需提高线路的耐雷水平或线路的绝缘水平。最经济实用的办法是降低杆塔接地电阻来提高线路的耐雷水平，在山区当降低接地电阻很困难时，可采用可控放电避雷针，加装耦合地线、在地线上加装侧向避雷针，或适当加强绝缘。采用可控放电避雷针时由于绕击率很低，而且主放电电流很小（平均为7kA），一般线路杆塔的耐雷水平都大于此值，所以它能大大降低线路的雷击跳闸率，提高线路的安全运行水平。
（三）当绝缘发生闪络时尽量减少由冲击闪络转变为稳定性电弧放电。为减少由线路绝缘子的雷电冲击闪络变为稳定性电弧的概率，从而减少雷击跳闸率，为此应减少绝缘上的工频电场强度，或电网中性点采用不直接接地方式。采用这种方法应谨慎，因为改变中性点的接地方式，将改变系统的运行方式和系统参数，稍有不慎将引起严重后果。
（四）即使跳闸也不中断电力的供应方式。提高供电可靠性，可用自动重合闸或用双回线以及环网供电加强电网结构。当然，不是所有线路都要具备以上四道防线，而是要因地制宜，合理采用，把雷害引起的停电事故次数减少到可以接受的程度。
三、输电线路雷电干扰成因分析
一切对电气设备的绝缘有破坏性的电压升高，均称为过电压，大气过电压是指电力系统内的电气设备和地面上的建筑物与构筑物遭受直接雷击或雷电感应时产生的过电压，大气过电压的能量源于电力系统外部，故又称外部过电压。雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象，前者称为云闪，后者称为地闪。地闪对电力系统，特别是对输电系统造成威胁，输电线路当遭受雷击时使其绝缘被击穿，造成相与地或相与相间短路，因500kV电网是中性点直接接地系统，将造成线路跳闸，引起线路停电或电网稳定事故，给国民经济带来严重损失。
四、防雷新措施
（一）绕击雷对500kV输电线路的危害。雷电对输电线路造成危害的形式主要有感应雷与直击雷，对于220kV及超高压输电线路，由于自身绝缘水平较高，感应雷不会构成威胁，雷电危害主要是直击雷的影响。随着雷电定位系统的广泛采用，人们对输电线路雷击故障有了更加清晰的认识，大量的雷击跳闸故障都是由相对较小的15-30kA左右雷电流绕击引起的。现场数据分析表明，220kV和500kV线路雷电绕击跳闸率占雷击跳闸总数的50%和85%以上，线路绕击呈现如下规律：雷击闪络故障以杆塔边相为主；雷电流幅值较低，一般在15-30kA左右；耐张转角塔遭雷击比例较高；平原地区也有一定的概率。
（二）防绕击雷避雷针的技术原理。当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场，此电场强度达一定值时会使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电，当雷电云层内部形成一个下行先导时，雷击放电过程便开始了，下行先导电荷以阶梯形式向地面移动，下行先导携带着的电荷使地面建立起电场。此时，从地面上的建筑物或物体产生了一个上行的先导，此上行先导向上传播一直到与下行先导会合，此时，闪电电流便流过所形成的通道，地面上的其他建筑物可能会生成好几个上行先导，与下行先导会合的第一个上行先导决定了雷击点的位置。而输电线路自控防绕击避雷针串联了小间隙，间隙的存在相当于在避雷针上串联了一个电容，在足够高的雷云场强下，小间隙两极积累电荷，当场强超过小间隙的击穿场强时将小间隙击穿，产生一个比普通避雷针更快的上行先导，因而能够比普通针更加容易吸引雷击。
（三）防绕击雷避雷针的设计与结构。防绕击避雷针的设计，首先最大限度地满足防雷击的电气特性以外，还尽量考虑到其安装于架空电力线路所必需的各项机械性能，满足防雷电绕击的电气特性主要是指降低绕击率。满足安装于架空线路所必需的机械性能主要是指避雷针安装于架空地线应具备：足够的握力；通流能力：抗振动疲劳的能力；抗不均匀覆冰扭转的能力；其频率特性及线夹出口振动角应符合有关标准要求。
（四）防绕击雷避雷针的安装使用。目前的防绕击雷避雷针按不同型号可适用于35-500kV直至l000kV输电线路地线、截面在35-250mm钢绞线，铝包钢绞线，良导体绞线，光纤复合架空地线等，安装位置主要在架空地线上距铁塔横担中心15m、30m各装1个，每基塔装8个。防绕击雷避雷针的安装步骤是：将避雷针杆安装于线夹下孔（注意对好定位槽），依次装上平垫圈、套管、平衡球、平垫圈、弹簧垫圈、螺母、螺母拧紧力矩36Nm、插上开口销、掰开销口；在架空地线上安装配套的护线条：将线夹安装于护线条中部，螺栓拧紧力矩65N·m；避雷针杆朝向线路地线外侧，防振锤大锤头朝向铁塔，塔头侧针是防绕击避雷针的配套金具，每基塔装两个。它在铁塔羊角靠最上侧和最外侧的螺栓上水平安装，针杆上扬，并至少伸出羊角外300mm。
五、结语
总之，对于雷电反击故障，降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效，对于雷电绕击故障，减小避雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。对于双回路或多回线路，差绝缘配置有一定效果。
参考文献：
[1]蒋国文，吴亮，安莉，张英华，姜伟军.超高压输电线路雷击事故分析及保护措施[J].电瓷避雷器，2008.
[2]陈国庆，张志劲.输电线路耐雷性能计算方法的研究现状分析[J].