架空输电线路防雷浅谈

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1、架空输电线路防雷浅谈（运城市电力开发总公司山丙运城044000）摘要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要一个方面是雷击。近年来，随着电网规模的不断发展，雷击引起输电线路跳闸故障也逐渐增多，严重影响线路设备安全运行及线路的供电可靠性。从输电工程伊始，架空输电线路的雷击跳闸一直是网扰安全供电的一个难题，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故的1/3或更多。因此寻求更有效的线路防雷保护措施，，采取有效措施降低线路的雷击跳闸次数，是确保电网安全运行的一项重要工作，也一直是世界各国电力工

2、作者关注的课题。1、前言随着电力工业的迅速发展，输电线路覆盖面不断扩大，超高压输电线路的延伸，因雷击输电线路而引起的跳闸事故日益增多，据国内外输电线路故障在近十几年来的分类统计表明，由于雷击引起输电线路的跳闸次数占输电线路总故障的50%—70%,尤其是在多雷，土壤电阻率高，地形复杂地区的输电线路雷击事故率更高，这将给社会带来巨大的经济损失。2、输电线路雷击的原理及雷击危害产生的种类2.1雷电放电的发展过程通常雷击引起的电力系统过电压，称为大气过电压。雷云放电在设备上产生的过电压，是由于雷云的影响而产生的，所以也称作雷电过电压。大气过

3、电压可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷直接击于电气设备或输电线路时，巨大的雷电流在被击物上流过造成的过电压，成为直击雷过电压；雷击电气设备、输电线路附近的地面或其他物体时，由于电磁感应和静电感应在电气设备或输电线路上产生的过电压，成为感应雷过电压。雷云对大地的放电通常括若干次重复的放电过程，而每次放电乂可分为先导放电、主放电和余辉放电三个主要阶段。雷云下部大部分带负电荷，故绝大多数的雷击是负极性的。雷云中的负电荷会在附近地面感应出大量正电荷，当云中某一电荷中心的电荷较多，雷云与大地之间局部的电场强度达到大气游离所需的电场强度（约2

4、5-30kv/cm＞吋，就会使空气游离。当某一段空气游离后，这段空气就由原来的绝缘状态变为导电性的通道，称为先导放电。先导通道是分级向下发展的，每级先导发展的速度相当高，但每发展到一定的长度（约25m〜50m）就有一个（30〜90）μs的间歇。所以它的平匀发展速度较慢（相对于主放电而言），约为（1~8）×105m/s,出现的电流不大。先导放电的不连续性,称为分级先导，历吋约0.005〜0.01s。在先导通道发展的初始阶段，苏发展方向受到一些偶然因素的影响并不固定。但当它发展到距地面一定高度时（这个高度称为定向高度）

5、，先导通道会向地面上某个电场强度较强的方向发展，这说明先导通道的发展具有“定向性”，或者说雷击有“选择性”。当先导接近地面吋，地面上一些高耸的突出物体周围电场强度达到空气游离所需的场强，会出现向上的迎面先导，当先导通道的头部与迎面先导上的异号感应电荷或与地面之间的距离很小吋，剩余空气间隙中的电场强度达到极高的数值,造成空气间隙强烈地游离，最后形成高导电通道，将先导头部与大地短接，这就是主放电阶段的开始。主放电完成后，云中的剩余电荷沿着主放电通道继续流向大地，形成余辉放电，电流不大，约为103~101A，持续时间较长（0.03〜0.0

6、5s）。由于云中同吋可能存在几个带电中心，所以雷电放电往往是重复的。2.2雷电的主要危害1）电流高压效应会产生高达数万伏其至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。2）电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。3）雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。4）雷电流经典感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大亮点和，当雷电小吋来不及流散吋，既会产生高

7、电压发生放电现象从而导致火灾。5）静电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。6）电流的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路断路而燃烧导致火灾。7）雷电流能破坏电力系统的各个元件，有可能造成发电机、电力变压器、断路器和其他电气设备绝缘损坏，线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或破碎、导线烧断和木质电杆被雷劈裂等事故。3、输电线路防雷计算3.1输电线路的感应过电压3.1.1雷击线路附近人地吋奋两种感应4、输电线路运行中的防雷措施架空输电线路雷害事故的形成

8、通常要经历四个阶段：输电线路收到雷电过电压的作用、输电线路发生闪路、输电线路从冲击闪路转变为稳定的工频电压、线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施吋，要做到“四道防线”，即：1）防直击，就是使输