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摘要：随着国民经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。对于送变电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。本文首先论述了几点影响架空送电线路雷击跳闸的原因，基于此，探讨了送变电线路的防雷措施。
关键词：送变电线路、防雷措施、原因
中图分类号： TM63 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
目前，我国对送变电线路供电需求量不断增加，我国的的电网供电事业也随着不断发展，由于雷电造成的送变电线路停电和跳闸现象日趋增多。根据我国电网事故分类相关统计表明，在我国跳闸现象多发的地区，高压线路工作运行中总体跳闸的次数要占总事故发生次数的50%~70%左右，特别是在土壤和雷电多发地区和电阻率高以及地形相对复杂的山区，雷电电击导致送变电线路会发生更高的事故，并对电网安全工作运行造成严重的威胁和经济上的损失。
二、影响架空送电线路雷击跳闸的原因
1.雷电活动的强弱
架空送电线路雷击次数与雷暴日、地面落雷密度以及线路遭受雷击的面积有关。在进行防雷设计和采取防雷措施时，必须考虑到该地区的雷电活动情况。某一地区的雷电活动频率，可用该地区的雷暴日或雷暴小时来表示。我国规程（SDJ7-79）规定采用雷暴日作为计算单位。地面落雷密度表示每一雷暴日、每平方公里地面落雷次数。我国规程（SDJ7-79）推荐，在一般情况下，可取r=0.015（次/km2·雷暴日）。这一数值是根据东北、华东及广东等地的11条线路实测结果得出的加权平均值。
2.地形地貌的特点
架空送电线路雷击次数与线路所经的地形、地貌有关。随着海拔高度增加，大气压力和空气分子密度都下降，外绝缘的放电电压也随之下降，所以使线路绝缘水平和耐雷水平都下降。线路跨越河流、山谷以及特殊地形时，一般需要采用很大的档距和高塔，线路着雷机会往往以高度的平方增大，感应电压分量高，塔身电感大，这些都是防雷的不利条件。
3.线路防雷设计的方式
送电线路的防雷保护措施一般有如下各项：
（1）架设避雷线。
（2）降低杆塔接地电阻。
（3）架设耦合地线。
（4）其他措施：装设自动重合闸装置、加强绝缘水平等。
4.接地工程施工的规范
送电线路接地部分的工程施工质量高低以及中间验收的规范也直接影响线路雷击跳闸率。接地的型号、埋深，以及接地体敷设方式与连接情况、回填土质量、引下线安装等是否按照相关的设计图纸及标准规范施工对接地电阻的高低起决定作用，也影响线路运行一段时间后的雷击跳闸率。
三、送变电线路的防雷措施分析
1.全线架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：
（1）分流作用，以减小流经杆塔的雷击电流，从而降低塔顶的电位。
（2）通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。
（3）对导线的屏蔽作用还可以减低导线上的感应过电压。
当雷电直击于输电线路时，避雷线将雷电流引入大地，由于接地电阻值大小有所不同，因而在杆塔顶造成不同的电位。
为了提高避雷线对输电线路的屏蔽效果，减小雷电绕击等，防雷保护角间隙应该做的小一些，一般采用20°至30°之。220KV双避雷线路应调整到20°左右，500KV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角应在15°左右。
2.降低杆塔接地电阻
接地电阻阻值的大小影响杆（塔）顶电位。杆塔过高的接地电阻，雷击时造成塔顶电位大幅度上升，对导线产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波入侵时，绝大多数雷电流将经杆塔流入大地，不致于破坏导线绝缘，从而确保线路的可靠运行。
土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻；对于一些土壤电阻率较高的地区：如高山、岩石等地带，常采用多根放射形接地体或连续伸长接地体以及垂直接地电极、填充电阻率较低的物质等措施，一般都能达到降低电阻的效果。低值接地电阻是线路可靠运行的基础，若接地电阻不满足，雷电流就会泄流不顺，反而会使杆（塔）顶电位大幅度上升，对导线造成反击。所以，防雷与接地紧密相连，难以割舍，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能行之有效。
3.提高线路耐雷水平，加强线路绝缘
高压送电线路的耐雷水平与绝缘子性能成正比，提高绝缘子绝缘强度是高压送电线路耐雷水平的重中之重。
维护、运行中应加强巡视、预试，及时发现低值、零值绝缘子，掌握绝缘劣化程度，数据分析，线路运行的绝缘子相当一部分低值、劣化，绝缘水平不好，很大可能影响线路的耐雷水平。
根据规程110kV线路绝缘子片数为7片，但是为了降低雷击跳闸率，110kV线路绝缘子片数增加到8片，绝缘子串雷电冲击放电电压U50%=1245kV，以提高线路绝缘水平。适当提高绝缘子串冲击放电电压水平可使线路耐雷水平提高，在设计选用时选择冲击放电电压水平较高的绝缘子，对雷害较严重地方可加强线路绝缘，在保证与杆塔空气间隙距离情况下可增加绝缘子片数。由于每串绝缘子串增加了片数，相应减小了避雷线对边相的保护角，耐雷水平大大增强，降低了雷击跳闸事故率。
4.采用差绝缘技术
“差绝缘”技术是利用35kV系统，是小电流接地系统，允许短时间单相接地运行的性能，让三相绝缘子串中的某一相（以下称“差异相”）绝缘子串数量少于另外两相，构成相间绝缘差异。在线路受到雷击时，如果雷电强度超过线路耐雷水平，差异相一定会首先闪络，引发单相接地。此时可以把闪络相導线当做一条避雷线，也就是说雷击瞬间，线路的避雷线和差异相导线都处于接地状态，同时拥有两条避雷线。耦合系数必将增大，分流系数必将减小，线路的耐雷水平就得到了提升。在闪络的差异相和避雷线双重的分流及耦合作用下，另外两相导线上感应出的过电流将会被迅速耦合掉，发生闪络的几率大大降低，不至于发生相间短路引起跳闸。雷电流消失后，闪络相一般都可以恢复绝缘，同时线路也恢复正常运行。据计算，采用差绝缘后线路的耐雷水平可提高24%。
5.双回输电线路采用不平衡绝缘方式
一回普通绝缘，一回加强绝缘，当雷击时普通绝缘先闪络，闪络后相当于地线，增加了对加强绝缘线路的耦合作用，提高了耐雷水平，保证另一回线路的的正常供电。
6.采用消弧线圈接地方式
适用110kV及以下电压等级电网，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表明，该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右。
7.安装线路氧化锌避雷器
并联连接在绝缘子串上，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，避免了绝缘子串的闪络。通过加装避雷器可以有效地减少线路跳闸事故，此外在常断点安装了避雷器可有效保证输电线路安全平稳运行。然而对于整条线路来说，衡量杆塔耐雷水平的改变并不应只针对安装了避雷器的杆塔。在某一基杆塔安装避雷器，加大雷击该杆塔的雷电流到一定程度后，本基杆塔并不发生闪络，而邻近杆塔有可能先闪络了，因而杆塔安装避雷器前后的反击耐雷水平实际上包含了两处情况，即：雷击该杆塔时，该杆塔不发生闪络；雷击该杆塔时，该杆塔所在的线路上其它杆塔不发生闪络。
四、结语
综上所述，由于雷电活动随机性强的特点，为避免和减少雷害故障，在进行设计时我们要全面考虑高压送电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压送电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平。
参考文献：
孙提 牛寅生：《湖北省高电压送电线路防雷状况及防雷举措》，《华中电力》， 2006年01期
黄学军 李仲权：《浅谈如何提高输电线路防雷技术》，《广西电业》， 2007年12期
刘飞 张利：《线路避雷器在输电线路防雷中的应用》，《硅谷》， 2011年21期
李壮和 李燕：《避雷器在输电线路防雷中的应用分析》，《高电压技术》， 2004年03期
关键词：送变电线路、防雷措施、原因
中图分类号： TM63 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
目前，我国对送变电线路供电需求量不断增加，我国的的电网供电事业也随着不断发展，由于雷电造成的送变电线路停电和跳闸现象日趋增多。根据我国电网事故分类相关统计表明，在我国跳闸现象多发的地区，高压线路工作运行中总体跳闸的次数要占总事故发生次数的50%~70%左右，特别是在土壤和雷电多发地区和电阻率高以及地形相对复杂的山区，雷电电击导致送变电线路会发生更高的事故，并对电网安全工作运行造成严重的威胁和经济上的损失。
二、影响架空送电线路雷击跳闸的原因
1.雷电活动的强弱
架空送电线路雷击次数与雷暴日、地面落雷密度以及线路遭受雷击的面积有关。在进行防雷设计和采取防雷措施时，必须考虑到该地区的雷电活动情况。某一地区的雷电活动频率，可用该地区的雷暴日或雷暴小时来表示。我国规程（SDJ7-79）规定采用雷暴日作为计算单位。地面落雷密度表示每一雷暴日、每平方公里地面落雷次数。我国规程（SDJ7-79）推荐，在一般情况下，可取r=0.015（次/km2·雷暴日）。这一数值是根据东北、华东及广东等地的11条线路实测结果得出的加权平均值。
2.地形地貌的特点
架空送电线路雷击次数与线路所经的地形、地貌有关。随着海拔高度增加，大气压力和空气分子密度都下降，外绝缘的放电电压也随之下降，所以使线路绝缘水平和耐雷水平都下降。线路跨越河流、山谷以及特殊地形时，一般需要采用很大的档距和高塔，线路着雷机会往往以高度的平方增大，感应电压分量高，塔身电感大，这些都是防雷的不利条件。
3.线路防雷设计的方式
送电线路的防雷保护措施一般有如下各项：
（1）架设避雷线。
（2）降低杆塔接地电阻。
（3）架设耦合地线。
（4）其他措施：装设自动重合闸装置、加强绝缘水平等。
4.接地工程施工的规范
送电线路接地部分的工程施工质量高低以及中间验收的规范也直接影响线路雷击跳闸率。接地的型号、埋深，以及接地体敷设方式与连接情况、回填土质量、引下线安装等是否按照相关的设计图纸及标准规范施工对接地电阻的高低起决定作用，也影响线路运行一段时间后的雷击跳闸率。
三、送变电线路的防雷措施分析
1.全线架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：
（1）分流作用，以减小流经杆塔的雷击电流，从而降低塔顶的电位。
（2）通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。
（3）对导线的屏蔽作用还可以减低导线上的感应过电压。
当雷电直击于输电线路时，避雷线将雷电流引入大地，由于接地电阻值大小有所不同，因而在杆塔顶造成不同的电位。
为了提高避雷线对输电线路的屏蔽效果，减小雷电绕击等，防雷保护角间隙应该做的小一些，一般采用20°至30°之。220KV双避雷线路应调整到20°左右，500KV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角应在15°左右。
2.降低杆塔接地电阻
接地电阻阻值的大小影响杆（塔）顶电位。杆塔过高的接地电阻，雷击时造成塔顶电位大幅度上升，对导线产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波入侵时，绝大多数雷电流将经杆塔流入大地，不致于破坏导线绝缘，从而确保线路的可靠运行。
土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻；对于一些土壤电阻率较高的地区：如高山、岩石等地带，常采用多根放射形接地体或连续伸长接地体以及垂直接地电极、填充电阻率较低的物质等措施，一般都能达到降低电阻的效果。低值接地电阻是线路可靠运行的基础，若接地电阻不满足，雷电流就会泄流不顺，反而会使杆（塔）顶电位大幅度上升，对导线造成反击。所以，防雷与接地紧密相连，难以割舍，必须协同一致，相互配合，线路防雷工作才能行之有效。
3.提高线路耐雷水平，加强线路绝缘
高压送电线路的耐雷水平与绝缘子性能成正比，提高绝缘子绝缘强度是高压送电线路耐雷水平的重中之重。
维护、运行中应加强巡视、预试，及时发现低值、零值绝缘子，掌握绝缘劣化程度，数据分析，线路运行的绝缘子相当一部分低值、劣化，绝缘水平不好，很大可能影响线路的耐雷水平。
根据规程110kV线路绝缘子片数为7片，但是为了降低雷击跳闸率，110kV线路绝缘子片数增加到8片，绝缘子串雷电冲击放电电压U50%=1245kV，以提高线路绝缘水平。适当提高绝缘子串冲击放电电压水平可使线路耐雷水平提高，在设计选用时选择冲击放电电压水平较高的绝缘子，对雷害较严重地方可加强线路绝缘，在保证与杆塔空气间隙距离情况下可增加绝缘子片数。由于每串绝缘子串增加了片数，相应减小了避雷线对边相的保护角，耐雷水平大大增强，降低了雷击跳闸事故率。
4.采用差绝缘技术
“差绝缘”技术是利用35kV系统，是小电流接地系统，允许短时间单相接地运行的性能，让三相绝缘子串中的某一相（以下称“差异相”）绝缘子串数量少于另外两相，构成相间绝缘差异。在线路受到雷击时，如果雷电强度超过线路耐雷水平，差异相一定会首先闪络，引发单相接地。此时可以把闪络相導线当做一条避雷线，也就是说雷击瞬间，线路的避雷线和差异相导线都处于接地状态，同时拥有两条避雷线。耦合系数必将增大，分流系数必将减小，线路的耐雷水平就得到了提升。在闪络的差异相和避雷线双重的分流及耦合作用下，另外两相导线上感应出的过电流将会被迅速耦合掉，发生闪络的几率大大降低，不至于发生相间短路引起跳闸。雷电流消失后，闪络相一般都可以恢复绝缘，同时线路也恢复正常运行。据计算，采用差绝缘后线路的耐雷水平可提高24%。
5.双回输电线路采用不平衡绝缘方式
一回普通绝缘，一回加强绝缘，当雷击时普通绝缘先闪络，闪络后相当于地线，增加了对加强绝缘线路的耦合作用，提高了耐雷水平，保证另一回线路的的正常供电。
6.采用消弧线圈接地方式
适用110kV及以下电压等级电网，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表明，该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右。
7.安装线路氧化锌避雷器
并联连接在绝缘子串上，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，避免了绝缘子串的闪络。通过加装避雷器可以有效地减少线路跳闸事故，此外在常断点安装了避雷器可有效保证输电线路安全平稳运行。然而对于整条线路来说，衡量杆塔耐雷水平的改变并不应只针对安装了避雷器的杆塔。在某一基杆塔安装避雷器，加大雷击该杆塔的雷电流到一定程度后，本基杆塔并不发生闪络，而邻近杆塔有可能先闪络了，因而杆塔安装避雷器前后的反击耐雷水平实际上包含了两处情况，即：雷击该杆塔时，该杆塔不发生闪络；雷击该杆塔时，该杆塔所在的线路上其它杆塔不发生闪络。
四、结语
综上所述，由于雷电活动随机性强的特点，为避免和减少雷害故障，在进行设计时我们要全面考虑高压送电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压送电线路运行经验以及系统运行方式等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平。
参考文献：
孙提 牛寅生：《湖北省高电压送电线路防雷状况及防雷举措》，《华中电力》， 2006年01期
黄学军 李仲权：《浅谈如何提高输电线路防雷技术》，《广西电业》， 2007年12期
刘飞 张利：《线路避雷器在输电线路防雷中的应用》，《硅谷》， 2011年21期
李壮和 李燕：《避雷器在输电线路防雷中的应用分析》，《高电压技术》， 2004年03期