浅谈输电线路的防雷保护

总第190期

DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2011.03.053

电力技术

浅谈输电线路的防雷保护

陈宏

摘要：输电线路故障中由雷电导致的输电线路跳闸占有极大比例，防雷是雷雨活跃地区电网的重要安全工作。通过分析雷电对于输电线路和电网的危害，指出当前采取的主要防雷措施及其缺陷，提出综合防雷的方法及其重点，对电网安全保护具有重要意义。

关键词：输电线路；防雷；跳闸故障；避雷器

作者简介：陈宏（1974-），男，四川通江人，四川省电力公司宜宾电业局，工程师。（四川宜宾 644100）中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）03- 0113-02

现代电力系统中，雷害事故引起的跳闸占有很大比例，统计数据显示在雷灾严重地区由雷灾引起的输电线路跳闸事故达到或超过总跳闸事故的1/3。输电线路的雷电流高达数十安乃至数千安，足以引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应，威胁着人员、设备和电网的安全，因此雷雨活跃地区普遍将防雷工作作为安全工作的重

[1，2]中之重。

出了主要电压等级输电线路在雷击过电压时的最小对地空气间隙距离。在考虑对带电输电线路的安全保护措施时，应考虑到带电线路的等效绝缘面积（由对地空气间隙距离确定）的影响，才能使整个等效绝缘截面得到保护。避雷器的合理布置和动作可靠性也极为重要，由于避雷器数目不足使雷击点距离避雷器位置太远、避雷器保护有效率低导致事故发生是应当避免的。根据不完全统计，输电线路避雷器保护有效率在70%～95%，尤其是对于防止易击段、易击塔、高阻区线路反击、绕击作用明显。这说明避雷器对于重点地区特别布防时具有较强作用。

表1 输电线路的最小对地空气间隙距离

电压等级（kV）间隙距离（cm）

6665

110100

220230

500330

本文结合统计数据与现场实际，分析雷电的危害及防雷的必要性，探讨防雷的主要措施及当前措施的主要缺陷，提出综合防雷的必要性及其方法。

一、雷电对于输电线路的危害

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，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。我国每年都有大量

[3-5]

有效的防雷可以避免这些事故的因雷电导致停电事故的报道，

当前防雷措施主要以避雷线为主，线路中间采用的避雷器分为绝缘子间隙、空气间隙和无间隙三种，实用中大部分采用了绝缘子间隙避雷器，约占70%，线路终端采用的避雷器分为无脱离装置、带脱离装置和带间隙避雷器，实用中以带脱离装置和无脱离装置占绝大部分。

三、当前防雷存在问题与综合防雷

虽然近年架设的输电线路普遍安装了避雷线且布置了大量避雷器，并且避雷器动作成功率较高，与此形成强烈反差的是防雷形势依然严峻，仍然有大量雷电击中输电线路的事故发生，其中不乏已安装避雷线的区域。输电线路遭受的雷击由直击雷和绕击雷，遭受雷击概率最大的线路，一般存在的问题有杆塔地网接地电阻过高、避雷线保护角过大等情况。这就要求在解决雷击问题上多方面考虑，采取综合防雷的方法。

当前在避雷线对输电线路的防雷保护角设计中，没有考虑输电线路带电所带来的影响，仍按照不带电线路进行规划设计，一般设计成对于不带电线路的防雷保护角≤25°，这就意味着对于带电线路防雷保护角将达不到这一指标，从而导致了绕击雷灾的发生。如果能在避雷线的设计中考虑到这一问题，将带电线路的等效绝缘面考虑进去，将使以安装避雷线的线路得到更有效的保护。这需要相关的设计、建设部门在实际工作中加以重视进而妥善解决。110kV及以上架空输电线路，在非雷击多发区采用单根避雷线即可，在雷击多发区，建议采用双根避雷线。这需要对杆塔进行改造或更换，以提高其保护角。同时应检验安装双跟避雷线后对线路的保护角是否达到规程要求。即110kV小于25°，220kV小于20°，大跨越杆段小于15°。此外参照雷击统计数据，必要时对于经常遭遇雷击的杆

发生，对于减少经济损失和提高电网安全可靠运行水平具有极其重要的意义。

二、主要的防雷方法及应用现状

输电线路所采用的防雷保护措施主要有：加装避雷线、降低输电杆塔的接地电阻、加强输电线路绝缘水平、加装耦合地线、加装消弧线圈、采用不平衡绝缘系统和采用自动重合闸设备等。

加装避雷线是当前应用最广泛也是最有效的方法。避雷线又称架空地线，是在输电线路的杆塔间架设裸露导线，并在部分节点装设避雷器，当有雷电击中避雷线时，将雷电引入大地，从而避免雷电击中输电线路造成损失。避雷线防雷的关键点在于如何保证雷电击中避雷线而不是其保护的线路。首先需要合理设置避雷线的数目，数目过少难以起到保护效果，数目多则需要较大的经济投入和施工难度，也为杆塔增加了负担。其次是避雷线的合理布置，表1列

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