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摘要：输电线路的安全性与可靠性是整个电网稳定运行的关键，但由于其长期暴露于室外环境，尤其在夏季容易遭受雷击，因此输电线路的防雷设计工作具有非常重要的意义。文章在分析雷击对输电线路的危害的基础上，探讨了输电线路防雷设计的要点，以有效避雷，维护电网安全运行。
关键词：输电线路；防雷设计；电网安全；避雷线
引言
我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨过江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，由于长期裸露于自然环境中，因而容易遭受各种自然现象的侵害，尤其是雷击灾害的频繁发生引起了相关单位的重視，如何最大限度地避雷成为相关工作人员的研究重点。本文基于作者的工作经验，旨在探讨输电线路防雷设计的要点，以供参考。
一、雷击对输电线路的危害概述
雷击的破坏力极大，且在夏季频繁发生，输电线路一旦遭遇雷击后果十分严重，具体表现在以下四个方面：
（1）绝缘子闪络。在全国大部分地区的110kV输电线路中，即使应用了合成绝缘子，但仍未能避免雷击闪络这一突出问题。
（2）雷击跳闸。当输电线路处于雷电环境中，由于雷电电压很高，电线电阻不变，电流短波时间内迅速增大，空气电闸就会跳闸。跳闸不仅影响供电，还会沿线路侵入变电所。
（3）断线。据有关数据统计，雷击断线事故约占总雷击的96.8%，约占配电网绝缘事故的36.8%，不仅破坏电力供应，甚至危及生命。
（4）大气过电压。当电力系统突然遭遇直击雷或雷电感应时，电气设备所承受的电压就远远超过了额定值。一旦发生大气过电压便会造成停电，甚至危害人的生命安全。
二、输电线路防雷设计要点
要防止输电线路雷击事故，必须从设计阶段做好防雷措施，只有从根源上进行预防才能有效降低输电线路雷击事故，减少雷电对电网安全运行的干扰。在设计中需注意以下要点：
1.合理规划线路路径
在规划输电线路路径时，不仅要考虑地质地形、技术安全和经济合理，还要结合沿线气象条件，尽量避开雷击频繁发生的地带。从雷电的发生频率来看，线路通常容易在以下地段受到雷击：山区的风口；地质断层带；地下有导电性矿物质的地面；地下水位较高的地段；地下水出口处；山顶、山脚下和向阳山坡；潮湿盆地；丘陵地带；稻田交界处；铁塔、烟囱、大树等高大建（构）筑物或植物。进行线路规划时，需要尽量避开以上地段。
2.提高线路绝缘能力
为了减少因外物影响而导致的输电线裸露危险，许多电力单位都采用了架空绝缘导线，在减少停电时间、提高供电可靠性方面确实起到了较好效果，但同时也导致了雷击断线的新问题，这是因为目前在电力系统进行防雷设计时经常忽视电涌保护器与输电线路的绝缘配合。针对这种情况，在进行设计时应在线路中安装电涌保护器（SPD），这在现有的技术条件下是所有电器绝缘水平的最低值。安装SPD的标准是要求能够承受线路正常工作电压下的电气绝缘，起到应起的保护作用。
3.加装避雷线
避雷线对输电线路防雷具有非常大的作用，主要是通过耦合作用降低绝缘子电压；减小通过铁塔的雷电流，降低塔顶电位；通过对导线的屏蔽能够降低导线的感应过电压。为达到最好的避雷效果，需全线架设避雷线以防止直击雷。需注意的是，避雷线的架设并不能完全消除导线上的感应过电压，因此还要求在线路两端和变电站母线上安装避雷器将雷电流泄放到大地，从而限制过电压，保障输电线路及设备的安全。
避雷器的作用是，当输电线路遭遇雷击时，避雷器将改变雷电流的分流，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，另外一部分经塔体入地。而且当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，对于输电线路防雷效果良好。
4.做好接地装置的处理工作
塔接地电阻越大，高压输电线路的耐雷水平越低，因此做好接地装置的处理工作，降低杆塔接地电阻对于有效防雷具有较大作用。
（1）在山区等雷击多发区域，主网线路杆塔接地电阻应保证小于10Ω，对土壤电阻率较高地区，应选择更换接地网形式和置换土壤的方法，达到降阻。
（2）埋入接地装置时必须大于60cm，采用增大截面的接地引下线，引下线（热镀锌）表面要进行防腐处理。严格按照规程执行接地装置的开挖检查制度。重点检查接地装置的埋深、接头和截面的测量，对不合格的及时进行处理。
（3）在雷雨季节前，对雷击多发区域线路应按规程要求的方法，进行杆塔接地电阻测量，此外还需确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。
5.装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，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。重合闸装置作为线路防雷的一项重要措施，可有效保证雷击跳闸后的供电可靠性。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，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。自动重合闸装置能将因故障跳开后的断路器按需要自动投入，能够极大地提高供电可靠性，减少停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增强了线路的送电容量。
三、结语
随着我国智能电网的建设，电子计算机技术和通信技术不断应用，电子设备、集成电路、微电子器件等都存在防雷电冲击能力弱的问题，一旦遭遇雷击，很容易造成系统瘫痪和人员伤亡，造成不可估量的损失。因此，做好输电线路的防雷设计工作，减少雷击事故，最大程度地保护电力设备和变电所、发电厂的安全运行，对于国民日常生活和经济运行具有重要意义。
参考文献
[1] 谭湘海.输电线路的防雷设计[D].湖南大学硕士论文，2004.
[2] 包英锋.110kV输电线路防雷设计初探[J].科技创新导报，2012（，32）：64-65.
[3] 严玲.浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010，（8）：324-325.
[4] 周亮，张弛.电力输电线路防雷设计措施探析[J].低碳世界，2013，（18）：101-102.
关键词：输电线路；防雷设计；电网安全；避雷线
引言
我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨过江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，由于长期裸露于自然环境中，因而容易遭受各种自然现象的侵害，尤其是雷击灾害的频繁发生引起了相关单位的重視，如何最大限度地避雷成为相关工作人员的研究重点。本文基于作者的工作经验，旨在探讨输电线路防雷设计的要点，以供参考。
一、雷击对输电线路的危害概述
雷击的破坏力极大，且在夏季频繁发生，输电线路一旦遭遇雷击后果十分严重，具体表现在以下四个方面：
（1）绝缘子闪络。在全国大部分地区的110kV输电线路中，即使应用了合成绝缘子，但仍未能避免雷击闪络这一突出问题。
（2）雷击跳闸。当输电线路处于雷电环境中，由于雷电电压很高，电线电阻不变，电流短波时间内迅速增大，空气电闸就会跳闸。跳闸不仅影响供电，还会沿线路侵入变电所。
（3）断线。据有关数据统计，雷击断线事故约占总雷击的96.8%，约占配电网绝缘事故的36.8%，不仅破坏电力供应，甚至危及生命。
（4）大气过电压。当电力系统突然遭遇直击雷或雷电感应时，电气设备所承受的电压就远远超过了额定值。一旦发生大气过电压便会造成停电，甚至危害人的生命安全。
二、输电线路防雷设计要点
要防止输电线路雷击事故，必须从设计阶段做好防雷措施，只有从根源上进行预防才能有效降低输电线路雷击事故，减少雷电对电网安全运行的干扰。在设计中需注意以下要点：
1.合理规划线路路径
在规划输电线路路径时，不仅要考虑地质地形、技术安全和经济合理，还要结合沿线气象条件，尽量避开雷击频繁发生的地带。从雷电的发生频率来看，线路通常容易在以下地段受到雷击：山区的风口；地质断层带；地下有导电性矿物质的地面；地下水位较高的地段；地下水出口处；山顶、山脚下和向阳山坡；潮湿盆地；丘陵地带；稻田交界处；铁塔、烟囱、大树等高大建（构）筑物或植物。进行线路规划时，需要尽量避开以上地段。
2.提高线路绝缘能力
为了减少因外物影响而导致的输电线裸露危险，许多电力单位都采用了架空绝缘导线，在减少停电时间、提高供电可靠性方面确实起到了较好效果，但同时也导致了雷击断线的新问题，这是因为目前在电力系统进行防雷设计时经常忽视电涌保护器与输电线路的绝缘配合。针对这种情况，在进行设计时应在线路中安装电涌保护器（SPD），这在现有的技术条件下是所有电器绝缘水平的最低值。安装SPD的标准是要求能够承受线路正常工作电压下的电气绝缘，起到应起的保护作用。
3.加装避雷线
避雷线对输电线路防雷具有非常大的作用，主要是通过耦合作用降低绝缘子电压；减小通过铁塔的雷电流，降低塔顶电位；通过对导线的屏蔽能够降低导线的感应过电压。为达到最好的避雷效果，需全线架设避雷线以防止直击雷。需注意的是，避雷线的架设并不能完全消除导线上的感应过电压，因此还要求在线路两端和变电站母线上安装避雷器将雷电流泄放到大地，从而限制过电压，保障输电线路及设备的安全。
避雷器的作用是，当输电线路遭遇雷击时，避雷器将改变雷电流的分流，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，另外一部分经塔体入地。而且当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，对于输电线路防雷效果良好。
4.做好接地装置的处理工作
塔接地电阻越大，高压输电线路的耐雷水平越低，因此做好接地装置的处理工作，降低杆塔接地电阻对于有效防雷具有较大作用。
（1）在山区等雷击多发区域，主网线路杆塔接地电阻应保证小于10Ω，对土壤电阻率较高地区，应选择更换接地网形式和置换土壤的方法，达到降阻。
（2）埋入接地装置时必须大于60cm，采用增大截面的接地引下线，引下线（热镀锌）表面要进行防腐处理。严格按照规程执行接地装置的开挖检查制度。重点检查接地装置的埋深、接头和截面的测量，对不合格的及时进行处理。
（3）在雷雨季节前，对雷击多发区域线路应按规程要求的方法，进行杆塔接地电阻测量，此外还需确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。
5.装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，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。重合闸装置作为线路防雷的一项重要措施，可有效保证雷击跳闸后的供电可靠性。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，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。自动重合闸装置能将因故障跳开后的断路器按需要自动投入，能够极大地提高供电可靠性，减少停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增强了线路的送电容量。
三、结语
随着我国智能电网的建设，电子计算机技术和通信技术不断应用，电子设备、集成电路、微电子器件等都存在防雷电冲击能力弱的问题，一旦遭遇雷击，很容易造成系统瘫痪和人员伤亡，造成不可估量的损失。因此，做好输电线路的防雷设计工作，减少雷击事故，最大程度地保护电力设备和变电所、发电厂的安全运行，对于国民日常生活和经济运行具有重要意义。
参考文献
[1] 谭湘海.输电线路的防雷设计[D].湖南大学硕士论文，2004.
[2] 包英锋.110kV输电线路防雷设计初探[J].科技创新导报，2012（，32）：64-65.
[3] 严玲.浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010，（8）：324-325.
[4] 周亮，张弛.电力输电线路防雷设计措施探析[J].低碳世界，2013，（18）：101-102.