电力系统高压输电线路的防雷保护
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[摘要]: 当前高压输电线路防雷保护已成为了电力系统的广泛使用，大大提高了变电站自动化水平，这不仅提高了变电站的可靠性，而且减少了变电站的运行成本，标志着佛山市电网自动化水平上了一个新台阶。文是作者结合多年工作经验，主要针对对电力系统高压输电线路防雷保护技术问题作出了相关的阐述分析。以供参考。
[关键词]: 电力系统 高压输电线路
1传统避雷针缺陷
传统避雷针是利用雷电喜击高大建筑物的特点，通过架设比保护物高的雷击尖端金属物，将雷电引到避雷针上，有效保护周围建筑物不受雷电的侵害。由于此防雷方法简单，施工容易，被广泛应用于综合防雷系统中。但是传统避雷针还存在许多缺点，其主要表现在以下几个方面:(1)保护范围不确定。在实际工程中，按照理论计算能够达到保护的区域不能完全保证建筑物的安全，利用单根垂直避雷针通常无法完全保护建筑物的安全。对于避雷针的保护范围到现在还没有取得科学界的公认。对于架空线路而言，虽然沿全线架设了避雷线，仍然会出现雷电绕击现象。(2)反击电压。避雷针利用防雷引下线将雷电流引入大地进行泄流过程中，如果接地系统的接地电阻过大、引下线的阻抗高或接地体与保护物间的安全距离不够等原因都会反击过电压事故，造成避雷系统对保护物以高电压的形式进行反击。（3）感应过电压。在输电线路发生雷击时，强大的雷电流就会通过相应的避雷实施以极快的速度泄入大地，在雷电流泄入点与被保护物间就会形成较大的感应电压，造各类跳闸或烧毁设备事故。如果在避雷针引下线处有开口未封闭的金属物体时，就会在缝隙处产生巨大的电弧，导致严重的火灾事故。雷击会导致线路电压幅值瞬时剧增，根据实际工作经验可知，当线路在50 m以外遭遇雷击时，线路瞬时的感应电压通常可达250~500 kV之间，从而导致这部分输电线路跳闸，严重时会导致电网系统大面积停电。
2放电避雷针的保护原理
雷击通常分为上行雷和下行雷2大类。对于上行雷而言，放电电流由雷电逐渐向上发展的过程综合产生，放电时间较长，放电电流幅值没有下行雷放电电流那么大，综合下降梯度低，而且在雷击过程中通常不会出现反击现象。可控放电避雷针防雷原理主要是利用了上行雷泄流的过程，通过巧妙设计避雷装置的结构，使在发生雷电时，尽可能将雷电引发成上行雷放电，实现与雷云电荷中和的功能，有效保护各类供电建筑物。
2.1系统结构
可控放电避雷针由主针块、接地引下线、主支架、接地装置等组成的一套完整防雷保护系统。它的主针块不再是单针组成，而是由主针、动态环以及综合贮能装置共同组成。
2.2上行雷诱导措施
可控放电避雷针通过改变安装处周围的地面电场强度来诱导雷电发生上行雷，在可控针启动前后，针尖的电场强度发生了明显的变化。当可控针触发后，针尖的电场强度会上升数百倍，从而为雷电发生上行雷提供一个有利的外部条件。在工作过程中，当雷云产生的电场强度到达可能对避雷针或周围被保护物发生雷电击穿时，主针块中贮能装置就会立即开启，转入能力释放状态，主针针尖的电场强度瞬间上升为额定值的数百倍，在针尖附近的空气中迅速放电，产生巨大的放电脉冲，自下快速向上发展，变成上行先导，到底雷电云层与雷电发生有效的电荷中和效应。
3可控放电避雷针的保护特性
为了保证35~800 kV的输电线路发生雷击时，能够有效躲避雷电流而不发生跳闸事故，其相应的输电线路耐雷水平设计标准要求如附表1所示。
为了保证输电线路有效雷电流冲击，必须提高输电线路的保护角，降低线路雷电绕击率。
保护角特性:按照可控放电避雷针设计原理，雷电在放电发展过程时，雷电云层中有较大的雷电电场。利用可控放电避雷针的贮能装置，通过提高针头处的电场强度，保证装置能够发出连续脉冲，诱导雷电发生上行雷，有效地保护被保护建筑物。
从上述分析可知，可控放电避雷针尤其适合高压输电线路的直击雷防护，通过避雷针针头发生较大的电场，有效地提高了输电线路的保护角，降低了线路雷电绕击率。同时可控放电避雷针所引发的上行雷是靠电荷中和原理进行雷电电流泄流的，其主放电电流幅值小，且波动不大，泄流过程陡度较低，避免雷击线路跳闸事故的发生，提高了线路的供电可靠性。
4输电线路中的应用
不同型号的可控放电避雷针应用于不同场合，不仅可以对交流电流进行防雷保护，同时也可对直流线路进行防雷保护，覆盖了110 kV的所有高压输电线路和±800 kV及±500 kV的直流输电线路，且使用年限均达到20年，大大提高了高压输电线路的综合供电水平。
5结语
送电线路防雷工作是高压输电线路安全运行的保障工程，利用可控放电避雷针增大了线路保护角，减小雷电绕击事故的发生，提高了高压输电线路的综合耐雷水平。可控放电避雷针有效控制了雷电对高压输电线路带来的损失，具有较强的工程应用价值。
参考文献：姜德华，高翔输电线路防雷改进措施的研究。2007云南电力技术
论坛论文集，2007. 288-v291
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