架空线路的防雷保护
摘要：环境污染导致大气层受到破坏，雷电活动增加，架空线路遭受雷击的几率增多。为保证电网安全运行，应采取可靠的防雷措施。结合本地区电网的雷害情况，对架空线路防雷保护的各种方法进行了介绍。
关键字：架空线路 防雷 保护
1、雷击造成的危害
架空线路受到直接雷击或线路附近落雷时，导线上会因电磁感应而产生过电压，即大气过电压(外过电压)。这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上，使线路绝缘遭受破坏而引起事故。当雷击线路时，巨大的雷电流在线路对地阻抗上产生很高的电位差，从而导致线路绝缘闪络。雷击不但危害线路本身的安全，而且雷电会沿导线迅速传到变电站，若站内防雷措施不良，则会造成站内设备严重损坏。
2、避雷措施
架空线雷害事故的形成通常要经历4个阶段：1)输电线路受到雷电过电压的作用；2)输电线路发生闪络；3)输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；4)线路跳闸,供电中断。针对雷害事故形成的4个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：防直击,就是使输电线路不受雷直击，措施是沿线路装设避雷线；防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络，措施是加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻；防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧，措施是系统采用消弧线圈接地方式、在线路上安装避雷器等；防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应，措施是装设自动重合闸等。
2.1、架设避雷线
架设避雷线是最有效的措施之一。它的功能：①防止雷直击导线；②分流作用，雷击时减小对杆塔的雷电流，降低塔顶电位；③通过对导线的耦合作用，降低雷击杆塔时塔头绝缘上的电压；④对导线能起屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。
通常来说，线路电压愈高,采用避雷线的效果就愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也就愈低。标准规定：220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线，110kV线路一般也应全线架设避雷线,35kV及以下线路不宜全线架设避雷线，仅在进出变电所的一段线路上架设1~2km的避雷线，同时按照要求做好杆塔的接地。
为了提高避雷线对导线屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角一般采用20°~30°。同时为了降低接地电阻及防止不法分子破坏，通常把避雷线在每基杆塔处进行接地。但在超高压线路上，将避雷线经一小间隙对地绝缘。当线路正常运行时，避雷线是绝缘的；当线路出现强雷云电场或雷击线路时，小间隙击穿，避雷线自动转为接地状态。
2.2、 降低杆塔接地电阻
地线对雷电过电压的降压作用，是依靠较低的接地电阻来实现的，而且接近于成比例关系。对于一般高度的杆塔，降低线路杆塔地网接地电阻是提高线路耐雷水平，以防止反击的有效措施，也是最经济和最有效降低线路雷击跳闸率的措施之一。
因此，我们做好接地装置的全过程技术管理工作，不断加强输电线路杆塔地网的检查维护，按有关规程规定定期对线路杆塔接地网进行检查测试，并及时对线路中杆塔接地电阻值偏高的杆塔地网进行技术改造处理。同时加强曾发生雷击跳闸线路杆塔的接地电阻的测试工作。
2.3、提高线路本身绝缘水平
在架空线路上可采用木横担、瓷横担，若采用铁横担，线路绝缘子宜采用高一级绝缘的绝缘子，从而提高线路的防雷水平。另外由于输电线路个别地段采用大跨越高杆塔（如：跨河、跨路杆塔）,这就增加了杆塔落地的机会。高塔落雷时塔顶电位高,感应电压大,而且受绕击的概率也比较大。为了提高线路绝缘，降低线路的跳闸率，我们近来可陆续把110kV和35kV合成绝缘子。35kV和6kV配电线路采用冲击闪络电压较高的瓷横担来降低雷击跳闸率。
根据大量的试验数据表明，绝缘子串的雷电冲击闪络电压和绝缘子的型式关系不大，而主要取决于串长。但在线路设计中，一般不按过电压的要求选择绝缘子串的绝缘子强度，但应根据已选定的绝缘子水平来检验线路的抗雷水平，并符合现行规程规定。如在某些情况下雷击跳闸率太高的话，则可根据具体情况(如考虑采用降低接地电阻等其他综合措施)酌量增加绝缘子的片数。
2.4、安装线路避雷器
即便在全线架设避雷线，也不能完全排除在架空线上出现过电压的可能性，而安装线路避雷器后，当雷击过电压超过避雷器的保护水平时避雷器便开始动作，给雷电流提供一个低阻抗的通路，使其泄放到大地，从而限制了电压的升高，保障了线路和设备安全。
目前，我们在35kV和6kV配电线路所有的配电变压器一次侧均安装了氧化锌避雷器。氧化锌避雷器是一种新型的避雷器，这种避雷器的阀片以氧化锌为主要原料，敷以少量能产生非线性特性的金属氧化物，经高温焙烧而成。具有伏安特性良好、无续流、无间隙、体积小、重量轻、流通能力较高等特点。氧化锌避雷器作为一种新的线路防雷技术，已得到越来越广泛的认可和应用。众多单位已积累了一定的经验，且多年的运行经验表明，在雷电活动频繁、土壤电阻率高、地形复杂的地区安装线路型氧化锌避雷无论在防止雷绕击导线、雷击塔顶或地线时的反击都非常有效。但该类产品价格较高，使用成本大，若在线路上广泛推广使用，前提必须是大幅降低产品的价格。
2.5、装设自动重合闸装置或自动重合熔断器
线路因雷击放电而造成的短路是暂时性的，断路器跳闸后，电弧熄灭，短路故障消失。所以，如采用自动重合闸装置，使断路器经0.5秒左右时间自动重合，即可恢复供电，从而提高供电的可靠性。由于线路绝缘具有自动恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%~95%，35kV及以下的线路成功率约为50%~80%。因此，变电站在各个电压等级的架空线路上都应安装自动重合闸装置。
在线路上装设自动重合熔断器也可提高供电的可靠性。当雷击线路时，工作熔体熔断而自动跌落，经0.5秒左右，备用熔体自动投入运行，恢复供电。
3、结束语
架空线的防雷要从工程设计阶段就认真加以考虑，应根据本地的实际情况，采取切实可行的防雷方案，选用质量可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备，同时，真正按照等电位的原则，做好符合要求的共用接地网，综合考虑防雷与接地，只有这样，输电线路和设备才能避免遭受雷击。
