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电力应用模具制造 2023年第9期220kV输电线路综合防雷技术探究胡锦宇（国网四川射洪市供电有限责任公司，四川射洪629200）【摘要】高压输电线路的稳定是保证民众用电安全的前提条件。在电网规模扩大的当下，工作人员理应重视对输电线路安全的维护。本文对220kV输电线路综合防雷技术进行分析，以供参考。关键词：输电线路；220kV；防雷设计中图分类号：TM726.1文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.09.081Research on Comprehensive Lightning ProtectionTechnology for 220kV Transmission LinesHu Jinyu（State Grid Sichuan Shehong Power Supply Co.,Ltd.,Shehong,Sichuang 629200,CHN）【Abstract】The stability of high-voltage transmission lines is a prerequisite for ensuring thesafety of public electricity consumption.In the current expansion of the power grid,staff shouldpay attention to the maintenance of transmission line safety.This article analyzes the comprehensive lightning protection technology of 220kV transmission lines for reference.Key words:transmission line；220kV；lightning protection design1传统防雷技术概述传统防雷技术在设计输电线路时，使用组合绝缘体提高输电线路的绝缘能力。但实践表明，组合绝缘子被雷击后，绝缘效果会大大降低，只能在短期内达到高绝缘的目的，长期使用不能起到防雷作用。在设计时，架空线路、架空线路、塔架接地线路和雷电通道都能很好地保护输电线路，抵御雷击。由此可见，传统的防雷技术虽然存在一些缺点，但也具有一定的优点，可以在现代防雷技术的应用中起到很好的作用1。改善传统防雷技术的缺点并保持其优点，可以促进输电线路的发展，使其更好地服务于社会主义建设。2输电线路雷电防护意义2.1保证供电系统安全运行输电线路是广泛分布于自然环境中的重要基础设施，会受到自然环境的影响。雷电作为重要天气类型的一种，广泛发生于输电线路的运行环境，雷击会影响输电线路的整体运行安全。而输电线路是保证用户正常用电的重要基础设施之一，与供电系统有着直接关系。输电线路在运行过程中如果遭到雷击，轻则导致电线断裂，重则导致杆塔倒塌，相关区域内的供电系统输电必将受到影响。因此，雷电会影响供电系统的安全运行，要在输电线路内采取防雷策略，增加防雷设备，不断提高供电系统的安全运行能力2。2.2减少经济损失输电线路在日常使用过程中需要承担输电功能，一旦遭受雷击，会导致输电线路断裂，短时间内的供电必将受到影响，使用户的用电需求和区域内的用电安全难以得到保障。即使雷击事故没有造成区域内的经济财产损失，也会对用户的工作和正常生活造成影响，雷击事故所带来的间接性经济损失是无法估量的。3防雷设计的必要性220kV架空输电线路已经被广泛使用，但在使用过程中经常出现因为雷击等事件影响输电线路安全运行的问题。雷电属于自然现象，雷云放电通常是在 256电力应用模具制造 2023年第9期云中或是云间进行的，只有很少一部分电子会对地发生，而雷云相对于其他云较低，再加上220kV架空输电线路的周边没有带其他电性的电荷云层，就会对在高空中的220kV架空输电线路造成影响，如雷云电子会被吸引且会形成电流，这些电流能够在很短时间内达到最大值，之后再逐渐地衰减下去，其冲击波和雷电流幅值也会达到最大值。当雷云在对220kV架空输电线路放电时，会随着绝缘皮产生横向电压，这样不仅会导致在雷击点的附近没有受到雷击的线路形成电压，而且会造成220kV架空输电线路电压不平衡，导致跳闸并引发一系列的事故。雷击后电流也会通过输电线路的铁支架传递到地面，可能对当地的居民造成一定的危害。因此，220kV架空输电线路的防雷设计措施必不可少，必须对220kV架空输电线路进行防雷设计，保证 220kV 架空输电线路能够正常且安全地运行。如今，中国电力系统的输送电线路大部分都采用架空输电线路，通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来，能够实现电力的输送和交换等。4输电线路遭受雷击的基本情况和研究方向在闪电的情况下，一旦雷击作用于输电线路，就会导致输电线路出现过电压。通常将输电线路上的冲击过电压分为直接冲击电压和感应过电压。闪电的直接过电压是闪电对输电线路的直接作用，会造成输电线路的直接损坏；感应闪电过电压是闪电对输电线路的影响，由于电磁场的影响而损坏。因此，对雷电防护技术的研究，既要从雷击造成的直接伤害的角度入手，也要从雷击造成的伤害的角度入手。首先要改善输电线路的外墙，加强内部设计，减少雷击对外墙和内部结构的影响；其次应避免雷击，并采用一些先进的雷电技术减轻雷击的影响，进而减轻雷击造成的伤害。深入分析输电线路雷击情况，可以找到雷电防护技术的应用场所和功能，对雷电防护技术的针对性设计起到积极的作用，也为雷电防护技术的改进提供了重要的方向，促进了雷电防护技术的发展。5输电线路中防雷技术设计要点5.1交流电路设计最容易受到雷击和最明显出现故障表现的输电线路是交流输电线路。闪电的活动水平也直接关系到当地的地形，如塔的高度和交流电的大小。在实际应用中，当交流功率过大时，闪电和闪电很容易出现在周围，并破坏电塔，因此必须注意交流电路的设计和使用。5.2直流电路设计直流线是连接设备两端的直流传输线。对于直流线路，线路设备终端上的直流系统通常会自动启用各种故障保护功能，并将线路电流保护触发器的角度移动到160。同时，逆变站将进行电流传输而不是整流站，这样故障引起的电流可以释放到自由状态，以消除设备和高功率电流线路的损坏。但需要注意的是，当设备启动故障点或重新启动时，必须重新启动直流输电系统，以保证输电线路的正常电力传输。一般来说，当直流电路发生故障时，相应电路指令的执行时间与控制系统的时间之间存在直接关系。因此，在设计时应将保护装置和直流线路重启时间限制在时间范围内，小于交流电路，目的是减少空闲电流时间，消除二次电流泄漏安全事故发生的可能性，减少人员寻找雷电故障点的难度。6雷击对输电线路设备及供电系统的影响输电线路系统在正常运转状况下，其工作电压持续保持在安全生产工作电压范围内，但雷击会造成整体系统电压过高，设备负载太大，甚至会出现毁坏。一般来说，输电线路遭受雷击影响的主要包括：雷击直接打中输电线路设备；雷击所产生的电流根据输电线危害输电线路设备；输电线路通讯系统遭受雷击。雷电状况与其说输电线路位置息息相关。一般来说，内陆地区雷电次数比沿海城市多。可是，不管概率到底有多大，雷电导致的危害性也不可忽视。在雷电造成的过程当中，有过大电流量流动性，越过地球大气层也会产生很多能量。假如遭受雷击，其能量的一部分应用于输电线路设备，给设备和供电系统带来很大的毁坏。严重的情况下会出现安全事故，严重危害生命安全。传统防雷技术性只有立即避免雷击。而伴随着技术的发展，防雷技术性变大了。最常见的就是接地系统的应用，接地系统在输电线路防雷技术性中起到重要作用，主要是通过该设备将雷电所产生的电流量传送到地底接地体，完成设备和供电系统的有效控制。7输电线路综合防雷技术的设计思路7.1提高对雷击故障的预测能力雷电击打具有瞬发性，在防雷设计中要做到早预测、早预防。雷电故障的发生频次和发生规律与地方环境相关，如果供电区域的雨水较多，且雨季漫长，该地区的雷电多发，出现雷电故障的概率也较高。只有加强对雷击发生的预测能力，才能在输电线路中及时 257电力应用模具制造 2023年第9期对雷击故障加以防范，减少雷击故障对输电线路的损害。在设计220kV输电线路的综合防雷系统时，要以提高电力系统对区域中雷电发生频率和雷击事故发生概率的预测为前提。避雷针是以雷击出现前的雷电感应为防雷依据，通过感应雷电改变地面电场，从而完成避雷工作。雷电会形成大强度的感应电流，而使用避雷线可以将这些感应电流引流或分流，进而使塔内的电流减少，尽量确保输电线路电压稳定，减少雷击的影响。同时，避雷线通过导线本身存在的耦合特点，能够使高于输电线路中存在的绝缘电压变小，因而使雷击形成的感应电压变小。在设计220kV输电传输系统时，如果能良好地运用避雷针的有关功能，可以大幅度提升输电线路防雷系统对雷击的预测能力，工作人员就能快速判断雷击的发生概率和发生位置，并利用相关手段减少雷击故障对输电线路的危害。但是在选用与安装避雷线时，一定要严格按照有关技术规程与要求进行。要让避雷针在输电线路的防雷系统中发挥最佳预测作用，就要注意避雷针的安装位置，避雷针安装位置的恰当与否会直接影响到避雷针对雷电的感应效果，比较合理的安装位置是输电线路的塔顶和地线。在塔顶安装避雷针，可以发挥避雷针对雷击方向的调整作用，避雷针会将雷击电流吸引过来，再对其进行疏导，可以减少或者避免电流对线路的危害。在地线安装避雷针则可以提升输电线路的防雷击水平，在具体的地线位置选择上，杆塔的1030cm范围属于雷击危险区域，因此避雷针安装在这个区域，可以最大限度发挥雷点绕击的作用。7.2减小杆塔工频接地电阻避雷带杆塔接地网立即连接离心风机和电力变压器的接地网，杆塔接地网的接地线电阻与离心风机和电力变压器的接地线电阻同样，皆在4之内，十分有益于杆塔的防雷水准。杆塔接地线电阻不一样、复合绝缘子总数不相同，具体防雷水准也不尽相同。杆塔接地线电阻的持续扩大，其防雷水准会明显下降。风力发电场电力线路线路整箱杆塔的防雷级别高过一般线路最高的防雷级别，因而，在风力发电场遭雷击频繁地域，提议适当降低杆塔接地线电阻。选用复合绝缘子时，选值为U50%，与同一回路的绝缘子串值U50%一致，可有效预防可选择性短路故障问题与线路防雷水准。7.3改善接地装置的设计设计者在进行 220kV的线路杆塔设计时，首先，必须选择合适的设计处理，一般采用角钢或者圆钢进行设计处理。其次，必须增加耦合系数，在结合雷击闪络反击理论的基础上，通过采取减少电杆、增加耦合系数、降低接地电阻等方法，有效提升220kV架空输电线路的防雷效果；而且设计者可以利用架空地线的方法增加耦合线路的系数，从而能够让接地装置发挥出最大的作用。最后，要根据防雷设计要求，选择合适的架空输电线路的接地外形和埋深深度，要建立相应的模型，利用模型对其设计进行分析，明确合适的架空输电线路的接地外形和埋深深度。7.4自动关机自动切断是确保电力系统线路和电网系统安全的重要方法之一。在实际的供电连接中，一旦电力传输装置发生故障，自动切断装置在第一次接收到信号时可能会关闭，线路系统中其他装置的开关也会断开。一旦传输线路在运行中受到雷击，自动切断装置将及时切断信号传输的电流，如果雷击放电在其控制范围内，它将自动消除，重新打开线路连接，避免传输线路长时间断电。因此，在使用自动切断时，设计人员应反复考虑选择一个更合适的位置安装自动切断，连接自动切断装置和继电保护电源系统，设计的目的是减少线路冲击时间，提高整个电力系统的恢复速度。7.5开展防雷创新工作有关部门应大力鼓励人员在防雷技术方面进行创新，包括为员工创造更有利的工作条件，为防雷技术的创新奠定基础3。这将充分发挥员工的个人潜能，优化输电线路的防雷技术，使他们能够更好地保护输电线路的安全。在上述两个方面加强防雷技术创新，可以推动防雷技术的动态发展。只有在动态发展完成后，防雷技术才能不断进步，使防雷技术与输电线路的发展同步，进而更好地满足输电线路的防雷要求。综上所述，雷电事故是影响输电安全的重要原因，对我国用电安全产生了重要影响，也对我国供电系统和输电设备的安全造成了巨大威胁。一旦发生雷击事故，必将带来巨大的经济财产损失。对此，在输电线路架设过程中，要分析区域内的雷电活动情况，通过安装自动重合闸、调整杆塔高度及减少杆塔接地电阻等方式，提高输电线路的雷电防护能力。参考文献1袁春成.1000kV特高压输电线路防雷工程设计J.工程建设与设计,2021(24):3840.（下转第261页）258电力应用模具制造 2023年第9期结合，并获得较好的效果，从而在客观上提高继电保护设备的工作性能，并对诸如发电机、变压器等的线路元件进行了高效保护，将其用于继电保护，并以此为依据，对其进行了推广和应用，从而让电网得到了更好发展。5.3广域保护技术针对广域保护技术来说，便是电网中的一个约束子集，借助对电网系统运行中的约束信息进行数据处理和性能评估的方式，实现继电保护作用。在引入广域保护技术时，用户可以在电网指定处理区域内实时动态化搜集该约束子集相关信息，借助对约束子集中的数据信息分析的方式，更加迅速地找出继电保护故障的主要原因，并且根据具体故障原因，采取相应的补救措施3。此外，结合我国当前智能化电网不断发展的态势来看，当前我国主要的智能继电保护类型有两种，分别是安全自动机电控制和智能化继电保护两种类型。智能化继电保护可以用于及时处理电网本身存在的一些错误，此种方式具备一定便捷性，实现电网故障及时诊断，及时识别电力系统中存在的各项故障，提升继电保护的适应性能力。5.4自动化综合技术在继电保护中的应用目前，将自动控制技术运用到电力系统中，已成为电力系统发展的一个重要课题。计算机、通讯和其他科技手段有机地融合在一起，形成了一门崭新的技术。自动化综合技术的核心装备是一台电脑，把电脑与集成自动化技术运用在继电保护中，就可以实时地获得线路信息，并可以及时地进行资源共享。目前，在国内已开展了一项应用于继电保护的新技术，并取得了较好的效果。采用集成的自动控制技术，既能有效地提升继电保护装置的运行效能，又能给国家的电力系统带来很大的效益。5.5人工神经网络技术在继电保护中的应用新技术是以人类大脑工作机理为中心，以专业知识为依据，保证合理使用的新技术；基于电网，能实现整个电网的自我学习、自我控制，并能将电网的故障信息联系起来，从而完善ANN技术；这样就可以在每次故障中做出判断，在很大程度上保证了继电保护的性能，大大减少了继电保护设备出现故障的概率，从实质上保证了电网系统新技术的应用。5.6数字控制技术针对数字控制技术来说，是继电保护事业最新发展态势，借助数字控制方式能够大幅度提升继电保护效率。结合当前实际情况来看，可编程控制器被大范围应用到继电保护领域中，因为可编程控制器是比较复杂的元件，可编程门阵列则是一种现场编程元件，二者在继电保护领域中有着非常重要的作用。因为二者属于现代编程的集成电路，具备高集成度、功能性强等诸多特点，两者可以聚集在同一个芯片中，此类性能卓越的数字控制构件，实现了继电保护系统的变革，并且展现出强大生命力，保障了继电保护工作的高效性4。总之，随著时代的发展与进步，我国已对电网的运行提出了更高的要求，同时需要更多的继电保护来支持电网的运行；再加上各个行业对电能需求的增加，这就导致了整个电网的品质需求在持续增加。因此，在电网运行中，继电保护装置起到了很大的影响，从而为电网的整体运行提供了可靠的安全性和稳定性保证，同时为电网技术的发展提供了重要的理论依据和技术支撑。为了保证继电保护技术在电网中的稳定和安全发展，推动电网的健康运行，需要对继电保护技术进行深入研究。参考文献1周希伦.继电保护故障应对策略及新型继电保护技术的研究分析J.电子测试,2020(20):106107+103.2孙喜萍.电厂继电保护故障诊断及处理对策研究J.通信电源技术,2020,37(02):114115.3陈国平,王德林,裘愉涛,等.继电保护面临的挑战与展望J.电力系统自动化,2021,41(16):111+26.4朱俊杰.继电保护状态检修规划研究D.上海:上海交通大学,2021.第一作者简介：孙祺帆，男，1990年9月生，汉族，广东中山人，本科，工程师，研究方向：电气工程及其自动化。（收稿日期：2023-05-24）DMM（上接第258页）2梁培松.山区输电线路的差异化防雷设计J.集成电路应用,2021,38(11):9091.3张晶焯,肖黎,赖振宇,等.基于贝叶斯决策的输电线路差异化防雷设计J.电瓷避雷器,2021(05):7985+92.作者简介：胡锦宇，男，1978年1月生，汉族，四川遂宁人，本科，工程师，研究方向：输电线路。（收稿日期：2023-04-17）DMM 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