【摘要】一般情況下，架空電力線路均處于自然環境中，且其桿塔通常都超過地面20～60cm，線路的長度也長達數百公里，所以經常會遭受雷擊。一旦遭遇雷擊，必定對電網的穩定運行造成影響，嚴重的甚至還會導致人身傷亡，影響較為惡劣。本文在此情況下，首先論述了雷電的形成及特征，之后對架空電力線路雷擊造成跳閘原因及有效的防控措施進行了詳細的研究，以供參考。

【關鍵詞】架空電力線路;雷擊分析;防控措施

1引言

為了更好的滿足社會發展對電力的需求，我國電網建設逐漸完善，這對供電運行的穩定性及安全性提出了更加嚴格的要求。因架空電力線路建設位置的特殊性，所以經常會遭受雷擊的損害，進而影響到電網的正常運行。基于此，要想確保電網運行的穩定性，必須做好架空電力線路雷擊防控措施。

2雷電的形成及特征

雷電是在積雨云中的產生的一種大氣放電現象，在積雨云的形成過程中，一些帶有正電荷的云團和一些帶有負電荷的云團會產生相互作用，從而產生大地靜電感應，最終對地面建筑物表面產生異性電荷。同時，當這種電荷聚集到一定量時，云團與大地之間，或是不同電荷的云團之間的電場強度將會擊穿空氣，之后會進入到游離放電狀態，這種現象被稱為先導放電。云團對地面的先導放電現象，主要是以跳躍式的模式逐漸向地面延伸的，且當其抵達地面、地面建筑物、架空電力線時，就會產生從地面到云團的逆向主放電現象。一般情況下，在主放電過程中，會產生幾十kA甚至幾百kA的雷電流，然后會產生強烈的閃電與雷聲，這就是人們所說的雷電。除此之外，夏季是雷電出現最為活躍的季節，到了冬季之后，雷電的次數也有所減少。如果以雷電地區分布情況來看，赤道附近雷電活動最為活躍，而極地最少，雷電也會隨緯度的升高而相對減少。人們通常會以雷電日來評價某地區雷電活動的情況，以一年當中，該地區產生的耳朵能聽到的雷鳴的多少確定當地的雷電活動，雷電日天數越多則說明該地區雷電活動越強，雷電日天數越少則說明該地區的雷電活動越弱。

3架空電力線路雷擊造成跳閘原因分析

3.1架空電力線路受到雷電直擊

對于架空電力線路中出現的大氣過電壓，主要包括感應雷過電壓和直擊雷過電壓兩種，其中，感應雷過電壓是雷擊附近的地面，因電磁感應所引起的感應過電壓。而直擊雷過電壓則是雷電直接雷擊線路所引起的直擊雷過電壓。同時，對于雷擊線路故障性質，又可分為雷電繞擊與反擊閃絡兩種。根據架空電力線路運行情況來看，在電力系統遭受雷電襲擊危害以直擊雷過電壓最為嚴重，且因架空電力線路的防雷措施各有不同，在有效防雷措施的選擇上，必須要明確線路受到雷擊產生跳閘的原因。

3.2架空電力線路受到雷電繞擊

依據架空電力線路的現場實測、運行經驗及模擬實驗結果可知，架空電力線路遭受雷電的繞擊率，與避雷線對邊導線保護角、地面桿塔高度及高壓輸送電線所經過的地形、地質條件、地貌都存在一定的聯系。一般情況下，山區架空電力線路遭受雷電繞擊的概率是平地的三倍，這主要是因為山區在進行架空電力線路的架設時，會有大幅度的跨越與高差檔距，這是線路耐雷電水平的薄弱環節。此外，當某一地區雷電活動較為強烈時，這一區段的線路通常會比其他線路更易遭受雷電襲擊。

3.3架空電力線路受到雷電反擊閃絡

一般情況下，當雷電的電流在經過雷擊桿、避雷線傳到塔體和接地時，桿塔的電位會升高，然后就會在相導線上產生過電壓。同時，當升高的塔體電位與相導線產生的過電壓合成電流值超過高壓輸送電線的絕緣子閃絡電壓值(UJ>U50%)時，導線與接地桿塔之間就會發生反擊閃絡。

4雷擊對架空線路的危害

4.1雷電熱效應危害

雷電的過程較為短暫，一般只有0.01s，但其實質上卻是CARBONWORLDLOWCARBONWORLD2015/12一組放電過程。在閃光出現的瞬間，雷電電流在極短的時間內達到最大峰值，并且連續出現脈沖式的峰值，并產生強大的電流。特別是直接雷，其釋放的電流強度可以達到20～50kA，大型雷暴的放電電流峰值可以達到幾十萬安培。被雷電擊中的物體會在瞬時產生巨大的熱量，因為電流很大作用時間短，熱能擊中不可能發散，因此與雷電直接接觸的導線、光纜等都會因為高溫產生熔化，其通道的瞬間溫度可以高達上萬度，其對電力系統的各種設備都存在著巨大的威脅。

4.2過電壓

過電壓的危害可以分為2種：①直擊雷過電壓;②感應雷過電壓。這是因為雷電會產生較強的電磁輻射，進而形成感應過電壓。雷電直接雷擊架空線路附近的地面或者建筑的時候，就會因為電磁感應和靜電感應的作用在導線上形成高壓，當高壓超過絕緣裝置的極限時就會導致閃絡。一般情況下，直接雷雷擊的位置不同，出現的后果也會有所不同，直接雷的過電壓可以分為兩種：①雷擊線路上的桿塔或者架空線路的時候，雷電電流通過直擊點的阻抗使得該點的電位出現急劇上升，當此點的電位與導線電位的差值到達絕緣極限的時候，就會在線路上出現閃絡，這種情況就是所謂的反擊;②雷電直擊導線，而導線上出現很高的電壓，當電壓超過絕緣子的沖擊放電電壓的時候也會形成閃絡。

5架空電力線路雷擊防控措施

5.1防雷措施要點

對于遭受雷擊的架空電力線路，必須及時采取相應的措施處理，并且還要確保其絕緣不會產生閃絡問題。例如不斷完善接地技術，同時還要盡量對線路絕緣進行詳細的檢查與優化，或是選用避雷器進行防雷處理。對于受到雷擊而出現閃絡問題的絕緣，應將其轉變為相對穩定性的工頻電弧，從而有效避免因線路短路而導致的跳閘故障。此外，對于部分處理不及時而導致跳閘故障的架空線路，可設置自動重合閘裝置，或是采用雙回路、環網供電的設計方式進行處理，從而不斷提高線路運行的穩定性。

5.2主要防控措施

5.2.1提升線路絕緣水平

在進行架空電力線路建設之前，應當選擇性能與質量都較高的絕緣。通過比較瓷橫擔線路與鐵橫擔線路發現，瓷橫擔線路的抗雷擊能力較高，就算遭受雷擊，也只有較少的線路會發生閃絡。但只要電力線路遭受雷擊，線路必定會在瞬間產生較大的高壓電流，然后就會產生相間閃絡，最終產生工頻電弧。鐵橫擔導電性較強，所以極容易出現線路跳閘故障，但如果選用導電性較差的瓷橫擔，可有效降低閃絡故障的發生。此外，為了提高架空電力線路的防雷能力，在進行線路的設計時，可以在鐵橫擔混凝土電桿線路上，更改或是采用絕緣等級相對較高的絕緣瓷瓶。

5.2.2接地電阻的確定

在進行架空電力線路接地技術的選用時，應當以實際需求來確定，例如，對于土壤電阻率較小的地區的架空電力線路施工，可以選用自然接地方式建設，從而降低接地電阻值。對于土壤電阻值較大的環境，則可以選用外引接線或者放射性接地方式施工，降低接地電阻，提高線路防雷性能。

5.2.3架設避雷線

架設避雷線是架空電力線路防雷設計最為基礎的方法，能夠較好的避免雷電直擊而導致的線路故障。通過避雷線的架設，能夠通過對導線的耦合作用，對線路絕緣子進行降壓處理。同時還能夠利用避雷線的分流作用，將流經桿塔的雷電流控制在最小程度，降低桿塔頂電位與導線感應過電壓。此外，如果架空電力線路的過電壓過大，則避雷線的防雷能力所發揮的效果就會越高。架設避雷線線路施工方式不僅施工較為簡便，其成本也具有較大的優勢。對于220kV以及110kV電壓等級架空線路，需要對所有架空線路設置避雷線，而對于35kV輸電線路，則需要根據實際需求來進行避雷線的架設。通常情況下，雷擊線路桿塔塔頂或附近避雷線時，雷電流絕大部分通過塔頂入地，還有一部分經過避雷線由相鄰桿塔入地，基于此，應當在變電所進線段處架設1～2km避雷線，且還應做好桿塔的接地處理。為了充分發揮避雷線對導線的屏蔽作用，應當盡量降低繞擊率，從而減小避雷線對導線的保護角，一般可以設計為20～30b。

5.2.4安裝合理的線路避雷器

近幾年來，通過全線架設避雷線也無法全部排除架空電力線路上產生的過電壓，但通過避雷器的安裝，當線路雷擊過電壓超出了避雷器的保護范圍時，避雷器會給雷電流一個低阻抗通向大地的通路，從而限制電壓的升高，確保線路以及設備的安全。現階段，我國35kV和6kV配電線路的所有配電變壓器都安裝了ZNO避雷器，在部分35kV聯絡線的出口處還安裝了相應的放電間隙。

5.2.5設置線路接地裝置

通過設置線路接地裝置，能夠有效降低接地電阻。且在雷擊避雷線時，能夠將產生的巨大雷電流引入地下，并迅速的擴散。對于線路接地裝置，主要有接地體與接地引下線兩部分，其中，接地引下線是實現電力設備、接地體間有效連接的一種金屬導體。接地引下線的主體主要為鋼筋混凝土電桿內鋼筋或是鐵塔，并選用單獨的接地引下線的一端連接接地體，并將另外一端連接鋼筋或是鐵塔主材。通過有效連接架空線路接地引下線與地網，能夠為電力設備的穩定運行及操作人員的人身安全提供保障。

6結語

總而言之，在進行架空電力線路雷擊防控施工時，必須根據當地的實際情況，采取切實有效的防雷措施。同時還要盡量選用質量有保障的電氣設備和防雷設備。此外，還要嚴格遵守等電位原則，做好符合要求的共用接地網工作，并在綜合考慮防雷與接地的情況下，制定合理的、有效的防雷方案，避免架空電力線路和設備遭受雷擊的危害。

參考文獻

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作者：劉世云 羅喜光 張冬娥             單位：湖南省衡陽市氣象局