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摘要：输电线路是电网中一个很重要的组成部分高压输电线路因其路径长、运行环境复杂等原因，事故多发且类型多样，其中因雷击引起的跳闸占比较大，是影响电网可靠运行的重要因素。从其产生途径可以分为雷击塔顶引起的闪络、雷击地线引起的闪络、雷电直接绕击相导线造成的闪络几种。本文从雷电击中线路的不同部位进行分析，分别得出几种不同的雷电防护措施。

关键词：高压输电线路;雷电;防雷措施

一、引言

雷电是影响输电线路可靠性的首要因素，在我国，超高压输电线路雷击事故占线路总跳闸事故40%～70%。运行经验表明，线路雷击事故以雷击杆塔及避雷线引起的反击、雷电绕击导线为主，因此，要想保障电力系统的稳定安全运行，就必须做好高压输电线路的防雷工作。

一、线路雷电过电压形成原因分析

自然界中雷电现象的形成十分复杂，但从分析其击中架空线路后造成的后果的角度看，又可简单的将其看成一个电流行波沿空中通道注入雷击点，后分为左右两路继续前进，通过各基杆塔接地装置不断泄入地下直至消失的过程。伴随着电流行波前进的还有电压行波，他们构成了接近光速传播着的电磁波。

综合线路运行经验，引起线路雷击跳闸的雷电流来源主要有雷击塔顶闪络、雷击地线闪络、雷电绕击相线几种。

（1）雷击杆塔闪络

雷击塔顶闪络指雷电直接击中塔顶，部分通过本基塔的接地装置泄放入大地，但一击塔的泄放能力有限，大部分不能瞬时泄放的雷电流引起雷击点电压升高，沿架空地线向左右两边分流，通过其他杆塔的接地装置逐基泄放直至完成。

（2）雷击地线闪络

雷击地线闪络指雷电击中档距中央的地线后，自雷击点左右两侧分流，通过两侧杆塔的接地装置逐基泄放的过程。

（3）雷电绕击相线

雷电绕击相线后，自雷击点向左右两侧分流，到达杆塔处，较高的雷电流引起绝缘子闪络形成工频续流，雷电流通过杆塔接地装置逐基泄放，直至电流降指不足以支撑工频续流为止。

雷电绕击相线对线路的安全稳定运行非常不利，严重时会引起保护动作，必须想办法减小其发生的概率。

2、实例分析

2019年7月18日，在某地的雷雨天气中，某电厂并网线路跳闸重合成功，我们测得一系列数据，在当日15∶45-15∶55，220kV入网线周围一共测得15个落雷电，得出落雷数据，我们根据落雷的地点结合当地地势绘制了雷电分布图，经当地实时调查，我们发现#13塔附近有发生故障的趋势。

当前在高压输电线路绕击问题中，我们常用电气几何模型进行分析。传统的电气几何模型相对理想化，并没有考虑其他因素对于模型中所需数据的影响。研究发现，如果高压线路杆塔高度较高，则先导对于地面、避雷针和电线的击距是不相同的。随着雷电的强度增大，先导对于上述所说的三种物体击距都会呈不同程度的增大。在对模型数据进行处理时，杆塔高度、保护角、山坡倾角都是影响临界击距的主要因素，其中，杆塔高度与临界击角呈正相关，杆塔越高，临界击角越大;保护角和山坡倾角与临界击距呈负相关，保护角和山坡倾角越大，临界击距越小。关于临界电流，我们采用国际推荐的临界电流公式进行计算，由此算出当临界电流大于59.78kA时，雷电将不会发生绕击。除此之外，我们还验证了杆塔的耐雷水平，结合当地测得数据，得出：当电流大于117.36kA时，雷电会发生反击。

根据分析13#塔的相关数据，计算出当雷电电流在17.4～59.7kA时，雷电会发生绕击，当雷电电流大于117.36时雷电会发生反击。根据当地雷电调查显示，在#15-#17塔之间，落雷电较多，相对密度较大，共有3个落雷电满足发生雷电绕击的条件，但没有满足反击条件。发生故障的塔杆电阻小，所在地点相对地势较高，斜度较大，具备相应的雷电绕击特征，故因此得出#13塔的故障是因为雷电绕击引起的。

3、防护措施

影响雷击跳闸的主要因素有地闪密度、雷电流幅值、线路保护角、线路绝缘水平、杆塔高度、杆塔接地电阻、地面倾角、地形地貌等。通过有效的防护措施来减小部分因素对线路雷击跳闸的影响是一种有效的防护手段。

（1）减小保护角

随着线路保护角的逐渐减小，线路的绕击率呈下降趋势，减小保护角是降低绕击跳闸率比较有效的方法。但是对于已建线路，改变线路保护角可行性较差，并且对于山区地面倾角较大的杆塔，由于受塔头设计的限制保护角不可能大幅度降低，应采取其它有效的绕击防护措施。

（2）全面沿用一些较低的电阻进行塔杆接地控制

进行高压输电线路防雷控制的另一类方式则是进行杆塔接地电阻数值减小。原理就是一旦说杆塔接地电阻数值降低时，杆塔顶部上的电位也就同步变小，此时杆塔和线路自身的抗雷实力便会全面增加，这样便能很好地规避雷击造成的一切危害效应。实际工作中进行杆塔接地电阻减小调试的手段极为繁多，大多数状况下相关技术人员会考虑借助水平外延接地体、填充低阻物质或是额外填装导电部件等方式，不过整体上对于雷电绕击隐患还是不太适用，因此还需要分析其余操作模式。

（3）架设避雷线

要确保高压输电线路的安全使用，要安装避雷线，引导雷电向避雷线放电，通过塔杆和接地装置将雷电所释放的电流引入大地，以保护线路设施，避免超高压输电线路遭受雷击。但是在使用避雷线的同时，我们也要对避雷线进行保护，确保安全性。

（4）安装塔头避雷针

通过在塔头安装可控放电避雷针，可有效提高杆塔的引雷能力，增强杆塔对其附近导线的雷电屏蔽能力，从而降低雷电绕击导线的概率，减小绕击跳闸率，同时，由于能发生绕击的雷电流一般较小，接地电阻值控制在允许范围内时被吸引至杆塔时也不会产生反击闪络，不增加反击跳闸率。合理的安装方式和安装方法对可控放电避雷针的防护效果非常关键，同时一定要控制好杆塔接地电阻，对不合格杆塔应进行降阻改造，以确保可控放电避雷针发挥更好的防护效果。

（5）额外安装保护间隙

在遭遇到雷击危机时，保护间隙可以借助电弧闪络效应进行绝缘子防护，避免其遭受损害的基础上，令雷击造成的危害效应缩减至最小范畴之内，避免一系列重大事故的滋生。不过，该类方式同样存在负面效应，就是说当这类保护间隙顺利安装之后，某些绝缘子便会衍生出短接等不良现象，如若放置不管，最后便会限制线路本身应有的绝缘性能，后期遭受雷电绕击并引发跳闸事件的几率便会同步增加，所以此类手段同样不够妥善。

（6）加强线路绝缘水平

加强线路绝缘水平可以有效的阻止雷电电流，增强了线路的耐雷电水平，防止电流对设备的危害。但是在实际的输电线路中。将这一方法全面实施还需要进一步的探究和探讨，应用到实际生活中去，还是具有一定难度的。

4、结语

综上所述，本文介绍了六种防雷措施，其中最为有效的是在输电线路之上额外装设可控放电避雷针或是避雷器，事实证明，此类模式归属于综合性防雷举措范畴之中，在实际工作中已然得到广泛应用推广，其效果极为显著。

参考文献

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