解析220kV高压输电线路防雷接地技术

解析220kV高压输电线路防雷接地技术

潘建兴

（广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528200）

摘要：我国经济的快速发展和人民生活水平的提高对电力供应提出了更高的要求，电网的规模在不断扩大，运行设备和输电线路的数量也在不断增加，增强高压输电线路的稳定性是相关电力部门必须要面对的任务之一。因雷电而导致线路出现故障时有发生，通常会造成大规模的跳闸停电事故，给社会带来经济损失，给人们生活带来诸多不便。探究220kV高压输电线路防雷接地的技术，对输电线路安全、稳定运行具有重要的现实意义。

关键词：高压输电线路；防雷；接地技术

一、高压输电线路的防雷意义

在当今阶段，我们国家的高压输电线路通常情况下都是建设在较为空旷的区域，而这些区域就是雷击发生概率非常高的地方。在发生雷击的时候，能够在很多短的时间当中，给高压输电线路造成无法估量的损失，高压线路遭受到雷击后，系统就会出现跳闸以及切断线路的情况，导致整个系统的出现非常大的伤害。在雷击发生的地方，当周边的绝缘措施或者是抗高压的能力比较低的话，就会造成连锁破坏的情况，从而使得产生的损失无法估量，当周边有居民居住的时候对人们的生命安全造成了非常大的威胁。我们大家都知道，雷击对高压线路造成的伤害是特别猛烈的，在发生雷击后，后期进行维修的工作要投入非常多的人力以及财力，才可以完成维修的工作。雷击会导致电力传输的过程当中出现失败的情况，这就对人们的生活质量产生非常大的影响。对防雷接地的技术合理的进行应用，可以大大的减少雷击产生的损害，使得我们国家的用电情况得到非常大的改善。

二、220kV高压输电线路防雷接地技术

2.1防雷技术

2.1.1设置侧向避雷针

杆塔侧向避雷针有着较强的雷电吸引力，它可以增强避雷线吸引雷电的能力，从而增加避雷线的保护范围。当雷云先导放电与地面达到一定距离时，侧向避雷针能够凭借改变先导通道电场，从而调整电场移动方向，将雷电转移至避雷针接闪器方位，从而使雷云电荷在避雷针处释放。侧向避雷针优于避雷线，它特殊的针型结构能够增强低空位置的弱雷吸引，减弱高空位置的强雷作用，从而起到避雷的作用。

2.1.2安装避雷线

安装避雷线是防止220kV高压输电线路遭受雷击的有效方式之一。其一，避雷线能够将雷电引离输电线路的位置，使输电线免遭雷击。其二，避雷线具有分流和引流的作用，能够降低雷击造成的输电线路里多余电流，减轻雷击造成的损害程度。由于导线本身具有耦合性，因此，避雷线能够利用导线的特性降低输电线路中的电压，减少感应电压发生的概率。关于避雷线应从技术角度进行选择，通常情况下高线路电压防雷效果越好，且其成本较为低廉。因此安装避雷线是目前220kV高压输电线路重要的防雷方式之一。

2.1.3提高输电线路的绝缘性

一般情况下220kV输电线路杆塔越高，受雷击的概率越高，受雷击后产生的感应电流越大。因此建议选择40m内适度高度的杆塔，这有助于降低输电线路遭雷击后造成的损害。若大面积的使用杆塔对线路进行架空，一旦遭受雷击，导致的损害较大，因此可以在杆塔中加入绝缘子，依据杆塔的高度及绝缘子性能的大小选择适当的绝缘子数量。

2.1.4采用绝缘方式中不平衡法则

现代220kV输电线路为了节省占地面积，通常会采用同杆架设的方式，这会导致双回路现象时有发生。通过采用绝缘方式中不平衡法则，能够有效区别双回路绝缘子串片，使其差异性特征更加凸出。当遭受雷击，线路绝缘子串片越少越容易产生闪络，闪络效果可以和地线相媲美。从而提升另一个导线的耦合性，使输电线路的防雷性得到显著提升。在实际操作时，两线路绝缘比过大或过小都不好，最佳比例为2:31左右，比例过大易导致线路故障，比例过小会影响防雷效果。因此，在安装线路时要应用不平衡法则，合理确定两线路比例和绝缘子片数。

2.1.5安装自动重合闸装置

220kV输电线路具有修复性的特点，当遭受雷击后，它可以短时间内控制由于雷电引起的部分问题。如减少冲击闪络、工频电弧导致的线路跳闸问题等，这是高压输电线路安全运行对保障。安装自动重合闸装置有助于及时判别“临时性故障”和“永久性故障”，从而及时采取应对对策，提升输电线路的安全可靠性。

2.2接地技术

2.2.1架设耦合地线

当降低杆塔接地电阻较为困难时，可采取架设耦合接地线的途径。通过在导线下方增加接地线的方式，从而提升线路的耐雷效果，降低反击跳闸故障发生的可能性。耦合地线既能够降低杆塔分流系数，又使得接地电阻率相对较高的地区雷电感生电流在临近接地装置散流，起到降低塔顶感应电压的作用。同时，架设耦合地线能够提升导线与地线间的耦合程度，避免由于塔顶出现雷击对绝缘子造成的不良影响。

2.2.2降低杆塔接地电阻

通过降低杆塔接地电阻，降低雷击塔顶时的过电电压，减轻雷电流对输电线路的冲击，一定程度上减少跳闸发生的概率。接地电阻与土壤电阻率和接地电极的形式有关，当安装避雷针的前提下，输电线路在电阻低于100的土壤时，工频接地电阻不易超过10；输电线路在电阻在高于100，低于500的土壤时，工频接地电阻不易超过15；输电线路在电阻在高于500，低于1000的土壤时，工频接地电阻不易超过20；输电线路在电阻在高于1000，低于2000的土壤时，工频接地电阻不易超过25；输电线路在电阻在高于2000，工频接地电阻不易超过30。通过改变土壤电阻率和接地电极，从而降低杆塔接地电阻。

2.2.3安装垂直地级

安装垂直地级有助于改善表面土壤接地质量差的问题，特别是在土壤电阻率高的地区。安装垂直地级应注意几点：其一，若架空输电线路是铁塔，则铁塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在5-6m范围内。其二，若架空输电线路是水泥杆塔，则杆塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在4m左右。关于垂直地级采用圆钢或角钢等加工方式，地级间隔应在4-6米间，长度应在1.5m以上。其三，若地级安装在高土壤电阻等地区，则应加大极地埋藏深度，通常为0.8m左右。其四，陡坡的地级安装需进行实地测量，依据地表的深度计算安装尺寸，当出现洪水冲刷时尽可能减少对垂直地级的影响。

2.2.4采用消弧线圈接地方法

通常情况下在雷电活动相对频繁，接地电阻较高的地区可采用消弧线圈接地措施进行防雷。消弧线圈是带铁芯的电感线圈，当220kV输电线路遭受雷击时，消弧线圈能够使放电处的电压下降，减轻雷电对线路的损害。当二相和三相遭遇雷击时，一相导线不会因此增加跳闸的概率。从地线和导线闪络的作用看，线路的耦合作用降低了没有发生闪络绝缘子的电压，一定程度上提升了线路的抗雷能力。

2.2.5完善电磁感应型接地装置

从理论上来看，耦合系数的提升、接地电阻的降低能够有效起到220kV输电线路防雷作用。依据原有理论，提高耦合系数主要依靠架空地线和耦合地线两方面实现。而实际雷击过程存在稳态电磁感应，若将暂态行波阶段的接地装置改变，也可以一定程度上提升耦合系数。加强杆塔接地结构的抗陡波雷击性能。当p>500Ωm时，可采用强化电磁感应杆塔接地射线方式，从而提升陡波的抗雷能力。当p>1000Ωm时，可采用强化接地装置方式，加强电磁耦合系数。从而提高220kV输电线路的防雷水平。

结语

220kV高压输电线路的架设工作，仍然是国家电力事业未来发展的主流内容，通过在防雷接地技术上做出科学性的应用，能够在防雷工作水平上获得较大的提升，对于未来的工作开展，能够做出较大的贡献。日后，应继续在防雷接地技术方面深入研究，结合不同区域的220kV高压输电线路特点，按照针对性的技术手段来应用，努力推动电力事业向前进步。

参考文献

[1]李金发，张林峰，石斌．刍议220kV高压输电线路防雷接地技术[J]．通讯世界，2017(10):124-125．

[2]段亚男．220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J]．低碳世界，2017(06):58-59．