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摘要：本文从送电线路的实际运行条件出发，对雷击形成的原因的进行了深入的剖析，阐明了雷击灾害对送电线路造成的巨大损害。并就加强高压送电线路的绝缘水平、降低杆塔的接地电阻等方面给出了防雷措施，可以对方案设计以及现场施工起到一定的指导作用。
关键字：送电线路；防雷；接地措施
中图分类号： TU856 文献标识码： A 文章编号：
1.引言
当前我国的送电线路主要依靠杆塔顶端的架空地线作为防雷击的主要措施。这种避雷措施的运行以及维护主要是对杆塔接地电阻进行日常的检测及改造工作，因为防雷措施的单一性，往往无法满足送电线路防雷的要求。然而，若采用安装耦合地线、增强线路绝缘水平的防雷措施又会受到条件的局限性而无法形成有效的实施方案，例如增加绝缘子片数或改用大爬距的合成绝缘子等方式来提高线路的绝缘性能，这些方式虽然对防雷击杆塔顶部反击过电压的效果较好，但对于防止绕击的效果就不是很明显，同时增加绝缘子片数又会受限于杆塔顶部的绝缘间隙和导线对的地安全距离等因素，所以，这种方式对绝缘性能的增强作用也是十分有限的。
对于山区以及丘陵地带，安装耦合地线原理上一般比较合适，这样就能够对导线进行有效的屏障保护，也就是说有效的减少了暴露的导线弧段。但这种方式对交通地形等条件的要求比较高，杆塔强度、交叉跨越以及交通情况等等都会对耦合地线产生巨大的影响，因此，对于旧线路等就很难利用这种方式进行防雷。
因此，找到如何能够既不受条件的约束又能够有效的防止雷击的辦法就显得意义重大。
2.高压送电线路防雷
2.1 雷击原因
送电线路遭受雷击主要由以下四个因素所引起的：线路绝缘子的放电电压、是否架设高空地线、雷电的电流大小、塔杆的接地电阻。
2.1.1高压送电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的日常实践经验以及模拟实验和实测资料，可以证明雷电绕击率与避雷线的对边导线保护角、杆塔的高度以及送电线路的走径及其相应的地质状况都有很大的关系。山区里的送电线路的绕击率一般为平地中的绕击率的3倍左右。山区送电线路无法回避的要遇到大跨越、大高差等情况，这也是线路中耐雷击水平最差的环节。在一些雷电气象比较活跃的地区，这一地区中的某一区段的线路会比其他的线路更加容易受到雷击。
2.1.2高压送电线路反击成因分析。
雷击到杆塔的顶部或者避雷线时，电流将流经杆塔本体和接地体，这样就会使杆塔的电位迅速升高，与此同时在相导线上还会产生感应过电压。如若这两种所合成的电位差超过了绝缘闪络的电压值，导线和杆塔之间则会产生闪络现象，这种闪络称之为反击闪络。
2.2 高压送电线路防雷措施
2.2.1加强高压送电线路的绝缘水平
高压送电线路的绝缘性能与抵抗雷击水平成正比关系，要加大力度对零值绝缘子的检测，确保高压送电线路要有充分的绝缘强度，这样才能整体的提高送电线路抵抗雷击的水平。
2.2.2降低杆塔的接地电阻
高压送电线路的接地电阻与抵抗雷击的水平成反比关系，依据每个杆塔的土壤电阻率的实际情况，要最大限度的降低杆塔的接地电阻，这不仅是提高线路抵抗雷击水平的基石，也是最经济有效、最为实用的方法。
2.2.3适当运用高压送电线路避雷器
当杆塔与导线的电位差超出了避雷针的动作电压时，避雷针就分流出一部分电流，这样就确保了绝缘子不会发生闪络。根据实践经验可以发现，在因雷击而频繁跳闸的线路上有选择性的合理加装避雷器可以收到良好的避雷效果。但由于避雷器的成本较高，因此只能在特定的情况下进行合理的使用。
2.2.4依据规定进行设计
依照规程所规定，在雷电气象比较活跃的地区或者经常发生雷击事故的地区，可以合理的增设耦合地线。因为耦合地线可以增加避雷线和导线间的耦合系数，而且可以分流杆塔上的电流，进而可以提高高压送电线路的抵抗雷击的水平。
2.3 防雷措施的探讨与分析
2.3.1安装线路避雷器
如前所述，由于避雷器的分流作用可以避免绝缘子发生闪络，因此，可以在设计时有选择的合理的安装避雷器。线路的避雷器一般有两类：一类是无间隙型的，即避雷器直接与导线相连，是电站型避雷器的一种延续，具有无放电时延、确保串联间隙在正常运行和操作的条件下不会动作、避雷器保持适中的不带电状态等诸多优点。而且串联间隙的上下电极是以垂直的形式进行的布置，放电的特性十分的稳定，并且其分散性极低。另一种则是带串联间隙型，即避雷器是通过空气与导线相连接，当有电流的条件下才会承担工频电压的作用，具有可靠性高，使用寿命长的优势。通常情况下应用最多的是带串联间隙型，因其间隙有着隔离效果，使得避雷器的本体基本上不会承受正常运行下的电压，这样就没有必要去考虑长时间运行时的老化问题，最重要的是本体的故障不会影响整个线路的正常运行。
当雷击到杆塔时，部分电流会通过避雷线而流向其他杆塔，余下的部分电流则会通过杆塔本体流向大地，杆塔的接地电阻这时呈现暂态特性，可以用冲击接地电阻表示。当安装避雷器后，电流的分流状况会发生一些变化，部分电流通过避雷线向临近的杆塔进行分流，部分则仍然流入大地；当电流超过一定的限度时，避雷器的动作也会参与分流，这时大部分的电流会通过避雷线而流经导线进而临近杆塔。避雷线和导线中的电流，由于会发生电磁感应，就会在在导线和避雷线上作用出耦合分量。由于避雷器的分流作用要大大超过避雷线的分流作用，因此，这种分流的耦合作用就会使导线电位升高，进而会使得导线和塔顶之间的电位差不超过绝缘子串的闪络电压，绝缘子串就不会发生闪络现象。由此可见，避雷器起到了很好的钳电位作用，这就是避雷器防雷措施的主要原理。
2.3.2降低杆塔的接地电阻
（1）垂直接地体法。沿着接地装置的射线方向，每间隔10m安设一段长度0.6m的采用放热焊接的垂直接地体，且要要牢固的焊接在接地射线上。
（2）集中接地法。沿着杆塔的四周挖宽为60cm的沟道，在沟道内间隔3m增设一个1.2m的镀铜棒，再把所有的铜棒用Ф10的镀铜钢绞线进行连接，最后与铁塔的接地引线相连。
（3）新型接地材料。随着科技的不断进步，各种新型的材料也层出不穷，在实际的工程实践中也普遍的进行了应用。采用镀锌角钢作为垂直接地体、镀锌圆钢作为水平接地体，这种传统的节点方式有着很大的弊端，主要表现在以下几个方面：由于焊接部位的材质易损会导致整个地网受到腐蚀、耗材量大、施工作业的难度高、后期的养护工作量大。
3.结论
综上所述，在设计的过程中，要综合考虑送电线路经过的地区的气象条件、地质情况以及土壤电阻率的高低等，同时还要充分利用自身送电线路运营的实践经验及方式方法，通过合理的选取防雷设计方案，提高送电线路抵抗雷击的水平，防止和减少雷击事故的发生。同时，雷电活动是一个不好预测的复杂的现象，这就要求电力系统各部门与相关单位要加强协作，将雷电灾害带来的损失降低到最大限度。
参考文献
[1]方世清.自动发电控制机组在电网一次调频中的应用研究[J]．中国电力，2003，6．
[2] 段南等．大型火电机组一次调频功能投人的研究[J]．华北电力技术，2003，10.
[3]关根志.高电压工程基础[M].北京:中国电力出版社,2003,7.
[4]王洪利.输电线路防雷计算进展[J].吉林电力，2001,4.
[5]李长友.输电线路架空地线融冰法[J].中国电力，2005,8.
[6]张志林,马文霞.超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究[J].中国电机工程学报,2005,10.
[7]郑治.多支避雷针保护范围的安全漏洞及其堵漏措施[J].高电压技术,2006,1.
[8]黄涛,孙廷威.关于DL/T620-1997标准中山区架空送电线路防雷计算参数修正的探讨[J].电力情报,2001,1.
关键字：送电线路；防雷；接地措施
中图分类号： TU856 文献标识码： A 文章编号：
1.引言
当前我国的送电线路主要依靠杆塔顶端的架空地线作为防雷击的主要措施。这种避雷措施的运行以及维护主要是对杆塔接地电阻进行日常的检测及改造工作，因为防雷措施的单一性，往往无法满足送电线路防雷的要求。然而，若采用安装耦合地线、增强线路绝缘水平的防雷措施又会受到条件的局限性而无法形成有效的实施方案，例如增加绝缘子片数或改用大爬距的合成绝缘子等方式来提高线路的绝缘性能，这些方式虽然对防雷击杆塔顶部反击过电压的效果较好，但对于防止绕击的效果就不是很明显，同时增加绝缘子片数又会受限于杆塔顶部的绝缘间隙和导线对的地安全距离等因素，所以，这种方式对绝缘性能的增强作用也是十分有限的。
对于山区以及丘陵地带，安装耦合地线原理上一般比较合适，这样就能够对导线进行有效的屏障保护，也就是说有效的减少了暴露的导线弧段。但这种方式对交通地形等条件的要求比较高，杆塔强度、交叉跨越以及交通情况等等都会对耦合地线产生巨大的影响，因此，对于旧线路等就很难利用这种方式进行防雷。
因此，找到如何能够既不受条件的约束又能够有效的防止雷击的辦法就显得意义重大。
2.高压送电线路防雷
2.1 雷击原因
送电线路遭受雷击主要由以下四个因素所引起的：线路绝缘子的放电电压、是否架设高空地线、雷电的电流大小、塔杆的接地电阻。
2.1.1高压送电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的日常实践经验以及模拟实验和实测资料，可以证明雷电绕击率与避雷线的对边导线保护角、杆塔的高度以及送电线路的走径及其相应的地质状况都有很大的关系。山区里的送电线路的绕击率一般为平地中的绕击率的3倍左右。山区送电线路无法回避的要遇到大跨越、大高差等情况，这也是线路中耐雷击水平最差的环节。在一些雷电气象比较活跃的地区，这一地区中的某一区段的线路会比其他的线路更加容易受到雷击。
2.1.2高压送电线路反击成因分析。
雷击到杆塔的顶部或者避雷线时，电流将流经杆塔本体和接地体，这样就会使杆塔的电位迅速升高，与此同时在相导线上还会产生感应过电压。如若这两种所合成的电位差超过了绝缘闪络的电压值，导线和杆塔之间则会产生闪络现象，这种闪络称之为反击闪络。
2.2 高压送电线路防雷措施
2.2.1加强高压送电线路的绝缘水平
高压送电线路的绝缘性能与抵抗雷击水平成正比关系，要加大力度对零值绝缘子的检测，确保高压送电线路要有充分的绝缘强度，这样才能整体的提高送电线路抵抗雷击的水平。
2.2.2降低杆塔的接地电阻
高压送电线路的接地电阻与抵抗雷击的水平成反比关系，依据每个杆塔的土壤电阻率的实际情况，要最大限度的降低杆塔的接地电阻，这不仅是提高线路抵抗雷击水平的基石，也是最经济有效、最为实用的方法。
2.2.3适当运用高压送电线路避雷器
当杆塔与导线的电位差超出了避雷针的动作电压时，避雷针就分流出一部分电流，这样就确保了绝缘子不会发生闪络。根据实践经验可以发现，在因雷击而频繁跳闸的线路上有选择性的合理加装避雷器可以收到良好的避雷效果。但由于避雷器的成本较高，因此只能在特定的情况下进行合理的使用。
2.2.4依据规定进行设计
依照规程所规定，在雷电气象比较活跃的地区或者经常发生雷击事故的地区，可以合理的增设耦合地线。因为耦合地线可以增加避雷线和导线间的耦合系数，而且可以分流杆塔上的电流，进而可以提高高压送电线路的抵抗雷击的水平。
2.3 防雷措施的探讨与分析
2.3.1安装线路避雷器
如前所述，由于避雷器的分流作用可以避免绝缘子发生闪络，因此，可以在设计时有选择的合理的安装避雷器。线路的避雷器一般有两类：一类是无间隙型的，即避雷器直接与导线相连，是电站型避雷器的一种延续，具有无放电时延、确保串联间隙在正常运行和操作的条件下不会动作、避雷器保持适中的不带电状态等诸多优点。而且串联间隙的上下电极是以垂直的形式进行的布置，放电的特性十分的稳定，并且其分散性极低。另一种则是带串联间隙型，即避雷器是通过空气与导线相连接，当有电流的条件下才会承担工频电压的作用，具有可靠性高，使用寿命长的优势。通常情况下应用最多的是带串联间隙型，因其间隙有着隔离效果，使得避雷器的本体基本上不会承受正常运行下的电压，这样就没有必要去考虑长时间运行时的老化问题，最重要的是本体的故障不会影响整个线路的正常运行。
当雷击到杆塔时，部分电流会通过避雷线而流向其他杆塔，余下的部分电流则会通过杆塔本体流向大地，杆塔的接地电阻这时呈现暂态特性，可以用冲击接地电阻表示。当安装避雷器后，电流的分流状况会发生一些变化，部分电流通过避雷线向临近的杆塔进行分流，部分则仍然流入大地；当电流超过一定的限度时，避雷器的动作也会参与分流，这时大部分的电流会通过避雷线而流经导线进而临近杆塔。避雷线和导线中的电流，由于会发生电磁感应，就会在在导线和避雷线上作用出耦合分量。由于避雷器的分流作用要大大超过避雷线的分流作用，因此，这种分流的耦合作用就会使导线电位升高，进而会使得导线和塔顶之间的电位差不超过绝缘子串的闪络电压，绝缘子串就不会发生闪络现象。由此可见，避雷器起到了很好的钳电位作用，这就是避雷器防雷措施的主要原理。
2.3.2降低杆塔的接地电阻
（1）垂直接地体法。沿着接地装置的射线方向，每间隔10m安设一段长度0.6m的采用放热焊接的垂直接地体，且要要牢固的焊接在接地射线上。
（2）集中接地法。沿着杆塔的四周挖宽为60cm的沟道，在沟道内间隔3m增设一个1.2m的镀铜棒，再把所有的铜棒用Ф10的镀铜钢绞线进行连接，最后与铁塔的接地引线相连。
（3）新型接地材料。随着科技的不断进步，各种新型的材料也层出不穷，在实际的工程实践中也普遍的进行了应用。采用镀锌角钢作为垂直接地体、镀锌圆钢作为水平接地体，这种传统的节点方式有着很大的弊端，主要表现在以下几个方面：由于焊接部位的材质易损会导致整个地网受到腐蚀、耗材量大、施工作业的难度高、后期的养护工作量大。
3.结论
综上所述，在设计的过程中，要综合考虑送电线路经过的地区的气象条件、地质情况以及土壤电阻率的高低等，同时还要充分利用自身送电线路运营的实践经验及方式方法，通过合理的选取防雷设计方案，提高送电线路抵抗雷击的水平，防止和减少雷击事故的发生。同时，雷电活动是一个不好预测的复杂的现象，这就要求电力系统各部门与相关单位要加强协作，将雷电灾害带来的损失降低到最大限度。
参考文献
[1]方世清.自动发电控制机组在电网一次调频中的应用研究[J]．中国电力，2003，6．
[2] 段南等．大型火电机组一次调频功能投人的研究[J]．华北电力技术，2003，10.
[3]关根志.高电压工程基础[M].北京:中国电力出版社,2003,7.
[4]王洪利.输电线路防雷计算进展[J].吉林电力，2001,4.
[5]李长友.输电线路架空地线融冰法[J].中国电力，2005,8.
[6]张志林,马文霞.超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究[J].中国电机工程学报,2005,10.
[7]郑治.多支避雷针保护范围的安全漏洞及其堵漏措施[J].高电压技术,2006,1.
[8]黄涛,孙廷威.关于DL/T620-1997标准中山区架空送电线路防雷计算参数修正的探讨[J].电力情报,2001,1.