架空输电线路的防雷与接地研究

架空输电线路的防雷与接地研究

曾祥洲

曾祥洲

广州瀚华建筑设计有限公司510655

摘要：近些年我国架空输电线路的建设发展势头迅猛，其防雷接地工作的开展情况越来越受到社会的关注。雷电是自然界中最常见的现象之一，它对于输电线路的影响是非常明显的，会导致线路发生跳闸停电等事故，严重影响输电线路的安全性与可靠性。因此，探究架空输电线路防雷接地措施具有极强的现实意义。

关键词：架空输电线路；防雷；接地

引言

在整个电力系统的组成中，架空输电线路是最为重要的一个组成部分。因为输电线路的运行能够直接影响整个电网系统的安全性能以及稳定性能，所以，保证输电线路的正常运行，就是对电力系统运行的最好保障。但是，由于架空输电线路所处环境以及自身的性质，很容易遭受大自然的侵害，尤其是雷电的侵袭，更是对架空输电线路的稳定运行造成严重的影响，故而，本文主要对架空输电线路的防雷与接地措施进行分析，以提高输电线路的防雷性能。

1架空输电线路雷击跳闸的原因分析

雷电不仅会使绝缘子发生闪络或击穿，有时还会引起导线断线等事故。雷电电压高达数百万伏，瞬间电流可高达十万安培。电流高压效应会产生高达数万伏甚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，导致供电中断。雷击经常引起双回路同时停电，20％～30％的输电线路故障都发生在双输电线路上。架空输电线路雷击跳闸的原因包括：(1)自然因素。通常架空输电线路设置在露天环境中，会受到各种自然环境的影响。尤其是我国各个地区自然环境差异较大，设置在不同地区的架空输电线路容易受到不同环境、不同地质条件的影响，使架空输电线路安全性、稳定性、有效性降低。(2)架空输电线路的设计因素。一些电力设计单位在架空输电线路设计中出现勘察不到位、设计过于理想化、细节规划不合理等情况，均会影响架空输电线路的具体应用，使其容易遭受雷击等情况发生。(3)架空输电线路的施工因素。架空输电线路的施工，需要结合实际情况、施工图纸以及施工要求，规范、合理的展开施工。但一些施工人员在架空输电线路施工过程中，如若出现填土不规范、接地装置不合理、施工细节处理不佳等问题，导致架空输电线路设置不佳，容易遭到雷击等其他情况出现。

2架空输电线路的防雷措施

2.1架空避雷线

架空输电线路防雷中，避雷线是重要的防雷措施之一，应用避雷线，可以将其作为导线，将雷电引入到地下，从而减少进入到杆塔的雷电流，进而对架空输电线路形成有效的安全防护。同时，架设避雷线，也可以对架空输电线路形成有效的屏蔽作用，降低架空输电线路上存在的电压值，不断的将线路中的电压进行提升，从而起到有效提升避雷线避雷的效用。另外，避雷线相较于其他的避雷措施来说，在应用成本上相对较低，而在架设避雷线的时候，也需要充分考虑到线路电压的类型，针对220kV电压的架空输电线路，需要进行全线架设，而针对110kV的架空输电线路也需要进行全线架设。将保护角的角度设定在20-30°之间，这样就可以使得避雷线的避雷效果发挥到极限，加大对线路的屏蔽效果，使得下路的绕击率大大降低，保护了线路应用的安全。

2.2架设耦合地线

耦合电线也就是我们常说的架空地线，当输电线路在运行过程中有较易发生电击的区域，可以通过在导线下方架设耦合地线，利用耦合地线的分流耦合作用，提高线路的耐雷击水平。在这些“易击”区域，将导线周围以外的区域架空地线，可减少对杆塔的耐压，提高防雷水平。通过架设耦合地线，可减少一相导线绕击后再对另一相造成反击，这一跳闸的几率和次数都会大大降低。

2.3安装自动重合闸设备

通常情况下，雷击都是瞬间完成的，时间非常短暂，输电线路因雷击而产生跳闸所形成的闪络性故障会自动消失，反而不会因此出现长期性故障。对此，为保证输电线路运行的可靠性，可以考虑在设计输电线路时，就将线路自动重合闸和线路继电保护联系起来，这样即使当输电线路遭受雷击事故时发生跳闸，自动重合闸也可以自动恢复线路供电，这样就可以进一步提升输电线路的可靠性。

2.4采用避雷器

在配电线路上安装避雷器是目前防护雷电过电压的最常用手段。通过避雷器的使用，当雷击现象发生时，雷击于杆塔后雷电流会产生分流,部分雷电流经过塔杆流向大地，当雷电流达到相应数值后，避雷器就会介入并分流，使雷电流经过避雷器流向导线，最终流入大地。同时避雷器和绝缘子并联，即使雷击电流很大也可以通过增加避雷器来解决，不会出现闪络问题，这些对于提高输电线路防雷水平作用明显。

2.5装可控放电避雷针

加大线路的保护角是当前降低输电线路雷电绕击率的主要方法之一，根据此原理，一种新型的防雷产品即可控放电避雷针开始投入使用，相比于传统的避雷针，可控放电避雷针的整体保护角要更大，雷电保护范围更广，输电线路发生绕击的概率大大降低，对于提升110kV输电线路防雷水平具有重要作用。

2.6加强线路外绝缘

增强线路的外绝缘配置一样可以提高输电线路的耐雷水平，通常情况下，输电线路外绝缘的增强可以从以下两方面入手：（1）增加原线路的绝缘配置，如多增加1~2片绝缘子或更将污染比较严重区域的瓷瓶串更换为瓷质耐污型绝缘子。（2）对输电线路的外绝缘设备进行定期的检查，对于零值以及劣质的绝缘子进行及时的更换，与此同时，还要增强绝缘子的检修手段以保证绝缘子性能的稳定。

3架空输电线路的接地措施

3.1低杆塔接地电阻

想要实现输电线的防雷目标，就必须要降低铁塔接地电阻，目前能够实现对铁塔接地电阻予以降低的措施主要包括3种：其一是利用降阻剂来对接地电阻予以降低，其多适用于规模较小但接地网集中的地区；其二是利用爆破技术对地面进行爆破，然后用压力机将电阻率较低的材料压入地面当中，实现对地面电阻的降低；其三是增加水平方向接地电阻的长度，以实现对电阻冲击系数的降低，以实现对电阻率的有效降低。

3.2采用消弧线圈接地方式

在雷电活动强烈而接地电阻又难以降低的地区，对于110kV及以下电压等级的电网可考虑采用系统中性点不接地或经消弧线圈接地方式。这样可使绝大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至于发展成为持续工频电弧。而当雷击引起两相或三相闪络故障时，第一相闪络并不会造成跳闸，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相的绝缘电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。我国的消弧线圈接地方式运行效果很好，雷击跳闸率大约可以降低三分之一。据报道，我国重庆和温州的一些110kV架空线路已经采用中性点经消弧线圈接地方式。

3.3正确使用降阻剂

架空输电线路防雷与接地设计中，还要注意控制降阻剂的使用。为了使降阻剂在架空输电线路中发挥作用，在设计降阻剂应用的过程中，需要了解架空输电线路接地情况以及线路接地所要达到的目的，进而合理设计降阻剂，促使其可以适当增加分散电流范围。

结语

综上所述，做好输电线路的防雷保护，提高110kV输电线路的防雷水平，是提升110kV输电线路安全可靠性、实现输电线路运行经济效益与社会效益的必要保障。输电线路作为电网的重要组成部分，其运行的安全可靠性具有非常重要的意义，这就需要相关单位加强对防电对策的研究，因地制宜的采取科学有效措施，提高防雷水平，实现线路的安全运行。

参考文献

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[2]姚佳兴,邓柯.110kv输电线路关于防雷对策的研讨[J].科技创业家,2013(22).

[3]赵振华,王宇.架空输电线路防雷接地的设计探讨[J].数位时尚(下半月）,2014,(5).