分析220kV高压输电线路防雷接地技术

分析220kV高压输电线路防雷接地技术

阳璇鹏

（广西电网有限责任公司桂林供电局桂林市象山区541002）

摘要：作为高压输电线路设计过程中十分重要的环节，防雷接地技术的应用与提高是提高220kv高压输电线路安全性的重要保障。随着近年来我国电力系统的持续发展，加强高压输电线路防雷接地技术的优化与创新无疑成为了十分必要的准备。当下受制于很多实质性因素的限制，相关工作的开展还存在很多不足。本文以此为基础，就220kv高压输电线路的防雷接地技术加以探析，旨在为今后相关工作的开展提供积极的参考。

关键词：220kv；高压输电线路；防雷接地技术

随着现代经济社会的持续发展，社会各领域对于供电需求的要求也在不断地提高。作为电力系统的重要组成部分，高压输电线路的安全与稳定显得尤为必要。雷电问题作为影响电力线路安全的重要因素，其导致的大规模电路故障以及跳闸对于社会的稳定与发展造成了极大的不便。所以加强220kv高压输电线路防雷接地技术的探析，是相关工作者必须予以重视的问题。

一、220kv高压输电线路雷击的产生

1.1、220kv高压输电线路雷击原因

在电击时会因为通断而在电击的位置发生作用力，继而形成十分强烈的感应电流。众所周知，220kv的高压输电线路大多是以架空作为主体，所以当发生雷击时，电流会通过输电线路侵入到电力系统之中。继而对电力设备以及相关的通信设备造成损害。当下大部分的高压输电线路都装置了高压避雷器以及阀型避雷器等设备，但是由于性能等问题的不足，难以满足日常的防雷需求，这对于线路的整体安全而言十分不利。

1.2、电线感应起电的产生

雷云在先导移动和放电的过程中，会在架空导线的周边形成一定的静电感应，当雷云朝向大地放电时，在导线中聚集的电荷会转化为自由电荷，其会以感应电流的形式向线路的两端移动并产生电流。而移动电流与导线波阻之间的作用会产生千伏以上的雷电感应电压，继而会对高压输电线路造成严重的影响。

1.3、雷害的发生

当雷击作用在高压输电线路后，会形成一定的高压输电线路雷害事故，其主要表现在高压输电线路中出现较强的电压，其次便是高压输电线路中出现冲击闪络，以及高压输电线路的跳闸。

二、220kv高压输电线路防雷接地技术

2.1、接地

接地的主要目的在于以大地作为闪电能量的接受者，防止杆塔接地电阻引起的反击事故发生。

（一）电磁感应型接地装置

根据雷击闪络的反击原理，适当的减少接地电阻以及电感，继而提高耦合系数是提高220kv高压输电线路防雷性能的有效方式。就原有的理论观点分析，提高耦合系数需通过耦合地线以及架空地线的方式完成，但是在实际的雷击过程中会经过稳态电磁感应以及暂态分波阶段，如果就接地装置的分布范围加以改进，可有效的提高耦合系数。

（二）垂直地极的安装

在高土壤电阻率区域内，垂直地极的安装是一种较为直接的弥补措施。这对于土壤接地质量具有十分明显的改善效果。值得一提的是在陡坡区域需根据垂直地表面的深度进行地极安装深度的计算，其最终目的也是在与对接地极散流效果的保证，避免了自然因素对散流功能的影响。

（三）消弧线圈接地方法

消弧线圈接地方法在雷电活动频繁的地区以及接地电阻难以降低的地区具有普遍的应用价值。该方式对于减少单相着雷闪烁故障十分有效。除此之外，这些地区还可以以中性点不接地的方式进行防雷，同样可以起到理想的防雷效果。

（四）降低杆塔

降低杆塔的方式也是降低接地电阻并提高220kv高压输电线路的防雷性能的有效手段，在降低电阻率的地区，可采用杆塔的自然接地电阻展开作业。而对于一些高电阻率的土壤而言，则可以选用降阻剂或是延长接地的方式降低接地电阻。

（五）建设耦合电线

在降低杆塔接地电阻发生困难时，通常会选用架设耦合地线的方式进行作业。在实际作业的开展过程中，通常会在导线的下方增加一条接地线，以此来增强输电线路反击耐电的性能。架设耦合地线的作用机理主要体现在两个方面。其一是耦合地线能够使杆塔的分流系数得到一定程度的降低，特别是在接地电阻率较高的地区，其能够使得雷电感应电流在经过临近杆塔的接地装置时进行散流。另一方面耦合地线能够增强地线与导线之间的耦合性能，当雷击出现时可减少感应电压，继而起到保护线路的作用。

2.2、避雷

（一）设置侧向避雷针。杆塔测针技术是指在杆塔上设置水平测针，以此来增加避雷线的保护区域，增强避雷线对弱雷的吸引数量继而减少输电线路的稳定性。其工作原理也相对简单，当雷云先导放电距离地面一定高度时，避雷针能够改变先导通道的电场，继而使得电场移动方向能够从雷电转化到避雷针的接闪器连线上，通过使雷云中的电荷移动到避雷针中实现雷电的安全释放。

（二）不平衡法则。现代输电线路中经常会采用同杆架设的方式来实现用地面积的缩减。所以很多情况下也会采用双回路的方式予以解决。作为技术人员，可采用绝缘法中的不平衡法则来区别双回路绝缘子串的片数，使其出现一定的差异。当雷击发生时，由于绝缘子串片数少的线路会率先发生闪络，而导致闪络后与地线的作用雷同，这即可以有效的提升另一导线的耦合性能，也可以提高另一回路的防雷水平，有效避免了另一线路因不发生闪络而继续供电。通常情况下，两回路绝缘水平的差异值应当保持在31:2的相电压，如果差异较大时，会导致线路频繁出现故障。所以根据实际的经济因素以及技术指标等问题适当的选择差异值。

（三）避雷线。作为220kv高压输电线路的基本防雷技术，避雷线的应用可以有效的避免雷电直接击中导线。除此之外，避雷线还能根据导线的耦合性能来使得高线输电线路的绝缘电压降低，这可以进一步的降低杆塔的感应电压。同时在选用避雷线的过程中应充分的考量相关的规范与要求。通常情况下线路所具备的电压越高，避雷线的防雷效果也越理想。除此之外，由于避雷线的造价成本较低，适合我国庞大的电路系统建设，所以在220kv的高压输电线路建设中可大范围的应用避雷线。

（四）自动重合闸。高压输电线路由于具备较好的自我恢复性能，所以在大部分的雷击过程中造成的工频电弧以及冲击闪络会引起高压输电线路在跳闸之后会迅速游离。这种方式对于提高高压输电线路的稳定性大有裨益，继而有效的避免了高压输电线路出现永久性的损伤或是劣化。利用自动重合闸能够有效的提高高压输电线路的自我保护效果。

（五）增强绝缘性能。在高杆塔中，可以通过改变绝缘子串片数和塔头空间距离的方式来提高线路的绝缘水平。就相关的规程显示，当高压输电线路中含有安装避雷线的杆塔且多于40m时，高度的增加会提高整体的绝缘性能。当杆塔的整体高度超出一百米的时候，绝缘子串的数量则需要根据实际的技术经验加以确认。

结语：时代的发展离不开电力系统的稳定与提高。特别是在当下日益复杂的经济发展形势下，电力系统的稳定很大程度上已经影响了社会的发展潮流。雷电作为自然界中无法有效控制的自然现象，其对于高压输电线路的稳定会造成很多不利的影响，加强高压输电线路防雷接地技术的创新与提高的重要性则不言而喻。当下受制于很多因素的影响，相关工作的开展还存在很多的不足，这些问题的存在一方面影响了电力系统的稳定与发展，另一方面对社会的持续稳定进步也会造成一定的阻碍。本文所述内容皆立足实践，就高压输电线路的防雷接地技术的相关内容展开探析，旨在为今后电力系统的发展提供积极的参考。

参考文献：

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