架空输电线路防雷与接地的设计

架空输电线路防雷与接地的设计

崔逾崇刘斌徐云峰郭强王允彬

（国网阜阳供电公司安徽阜阳236017）

摘要：随着社会的发展和科技的进步，如今人们的生活越来越好，对电的使用也越来越普遍，而且人也特别依赖电，没有电就没有如今的美好生活。正是因为这个原因，输电线路的质量至关重要。输电线路需要不影响人们的生活，具有高空化的特点，同时它还需要连接四面八方，也具有大型化和分布广的特点。为了达到期望的效果，需要优化输电线路的布置，因此需要架空输电线路。架空输电线路就是用灯塔的互相连接架空传输电能的电线，以减少雷击和跳闸等因素的影响。所以，如何制定和改善架空输电线路对于雷击跳闸的防范措施，降低输电线路的损坏率，是电力系统正常运行的根本保障。

关键词：架空输电线路；防雷；接地设计

工业化进程的加快，使得社会对于电力的需求不断增大，电网工程不断完善，输电线路也开始朝着高空化、大型化的方向发展。输电线路的敷设包括了架空线路和地埋线路两种，不过地埋线仅仅适用于短距离电力传输，在长距离输电方面仍然是以架空线路为主，而架输电空线路露天设置的环境使得其很容易造成雷击的影响，如何对雷击危害进行有效的预防和应对，是电力技术人员需要重点关注的课题。

1.架空输电线路雷击跳闸现象的分析以及其产生原因

1.1架空输电线路雷击跳闸现象的分析

我国输电线路经常受到雷击和跳闸的影响，据统计数据分析，由雷击和跳闸导致的输电线路问题占了总故障问题的60%左右，所以对于架空输电线路的防范要受到重视。架空输电线路受到雷击和跳闸的现象的原因分别为：

雷击：雷电直接击中架设高压电线的灯塔或者输电线路本身，导致输电线路内的电压瞬间增大，电路中的电阻也随之增大，进而影响了输电线路的稳定性。

跳闸：雷电没有直接击中灯塔或者是输电线路，而是击在输电线路的附近位置，虽然没有直接的破坏输电线路，但是雷电本身的电磁感应现象，导致输电线路被电磁现象所干扰，影响了输电线路的稳定性，发生跳闸的现象。无论是雷击还是跳闸现象，对供电系统都会造成极大的破坏影响。而对输电线路雷击和跳闸现象的防范措施不仅要根据现象的本质，还需要了解现象的发生过程，才能进行全面有效的防护。而架空输电线路发生雷击和跳闸事故的过程分为4个阶段：

雷电直接击中架设高压电线的灯塔或者输电线路本身，架空输电线路受到雷击后，会产生较高的电压；输电线路由于高压的影响，其设备受到破坏，发生闪络；接着，由闪络转变为稳定的电压，在架空输电线路中传输；持续的高压，使得架空输电线路发生跳闸现象，供电终止。

1.2导致架空输电线路雷击跳闸现象的原因

深入研究导致架空输电线路雷击跳闸现象的原因，可以发现，导致这种现象发生主要有以下几点原因：自然原因。架空输电线路还会受到气候条件影响，输电线路安装在露天环境下使其经常出现雷击和跳闸的现象。而且，这种现象也会受地域的影响，每个地域的环境不同，影响的程度也是有很大的差异。雷击和跳闸的现象是影响供电局安全供电最主要的因素，会导致供电不经常，电力系统也会受到破坏，而输电线路接地装置则是保护输电线路的主要措施。

线路设计原因。架空输电线路的设计也是特别重要的，优秀的电路设计可以避免很多情况发生，从而减少很多问题的存在，减少损失。而一些电力企业并不重视输电线路的设计，对于输电线路的现场情况了解不够、设计图纸太过于理想、细节设计不合理等，都对架空输电线路的运行产生很大的安全隐患，使得其极其容易的发生雷击和跳闸的现象。

2避雷装置的设计

2.1避雷线

避雷线的防雷作用在于对雷电引发输电线路产生的过电流进行分流，使得输电线路的安全系数有所提高。在输电线路的防雷接地设计中，需要在输电线路的导线上敷设避雷线，以使其能够在不同的电压环境下很好地运行。如果输电线路为220kV线路，就要沿着输电线路的全线将110kV的双避雷线构建起来，如果输电线路的电压低于220kV而超过了110kV，设计单避雷线就可以起到防雷接地的作用。对于35kV的输电线路，就不需要在整个的输电线路上安装避雷线了。

2.2避雷针

对输电线路防雷接地，常见的防雷装置就是避雷针。与建筑物上所安装的避雷针有所不同，输电线路上所安装的避雷针属于是转移雷电的装置，主要是在雷电天气对击中输电线路的电流起到转移的作用。如果是雷电频繁发生的区域，就需要选用上翘30°的避雷针，在输电线路的两端安装完毕，就要与导线上的避雷针构成了输电线路的防雷设备。

2.3避雷器

一些输电线路会采用接地电阻进行防雷。虽然接地电阻起到一定的防雷作用，但是，防雷接地设计普遍趋于理想化而使得防雷设计存在一定的缺憾。进行避雷器设计，就是所选用的电阻避雷器为非线形的，在塔杆上与避雷器并联，当输电线路遭到雷击后，会在串联间隙开始放电，可以避免输电线路上所连接的绝缘子由于线路过热而遭到损坏。这就需要工作人员对输电线路的所处环境深入地了解，以使避雷器所安装的位置能够有效地发挥防雷作用，从而提高输电线路的雷电抵抗能力。

2.4安装线路自动重合闸装置

在架空输电线路对雷击和跳闸的防范措施中，安装输电线路自动重合闸装置也是很重要的一点。自动重合闸的作用原理是，在它安装之后，一旦架空输电线路受到雷电的袭击，不管是直接击中还是击在附近发生跳闸现象，自动重合闸都会自动重合，防止雷电的闪络，而且恢复了输电线路的绝缘性能。所以，在输电线路中安装自动重合闸装置能够起到消除雷击和跳闸现象的作用，增强输电线路的安全性，使得其能够避免雷击和跳闸的现象，从而稳定安全地运行。

2.5设置耦合地线

耦合地线的设置能够最大限度地避免架空输电线路出现雷击跳闸的问题，在实际施工中，需要首先明确架空输电线路中容易出现雷击跳闸问题的位置，在此位置设置相应的耦合地线，确保其能够在线路运行中发挥分流和耦合作用，减少输电线路的接地电阻，降低过电压，进而提升架空输电线路运行的稳定性和安全性。

2.6降低杆塔接地电阻

无论是对于哪一等级的输电线路，其耐雷水平都与接地电阻成反比关系，因此，通过降低接地电阻的方式，能够有效提升线路的耐雷水平，预防雷击危害。而想要降低杆塔接地电阻，比较常见的方式包括自然接地、人工接地、引外接地以及放射性接地等，需要线路施工人员结合具体情况进行选择。

3架空输电线路接地的设计

3.1合理进行接地设计

优秀的电路设计可以避免很多情况发生，从而减少很多问题的存在。在对输电线路接地装置的设计方面也是一样的道理，要合理地进行接地设计，需要对输电线路的现场情况有足够的了解，包括地理情况、气候情况以及其他自然条件等。与此同时，需要对接地装置进行检查，并且测出现场泥土中的电阻率及泥土对接地装置的影响情况，统一地归纳整理数据，从而才能进行接地设计。

3.2使用降阻剂

在对架空输电线路进行接地设计时,还应该正确使用降阻剂。降阻剂是一种包含了多种成分的导电体,将其设置在接地体与土壤之间,一方面能够与金属接地体紧密连接在一起,提供足够大的电流流通面,另一方面可以向周围土壤渗透,降低土壤电阻率,进而在接地体周围形成一个变化相对平缓的低电阻区域。降阻剂的使用,不仅能够提高架空输电线路的防雷水平,还可以减少接地体的施工量,节约金属材料,具有长效性和稳定性的特点。而在对降阻剂进行使用的过程中,设计人员必须了解架空输电线路的接地情况,同时明确线路接地所要达到的目的,以确保降阻剂功能的充分发挥。

3.3降低接地电阻

除了合理进行接地设计和使用降阻剂外，降低接地电阻的影响也是极为重要的，这直接影响了输电线路是否容易发生雷击和跳闸的现象。因为，输电线路是否扛得住被雷击与它的接地电阻是反比的关系，也就是说接地电阻越大，输电线路就越不容易被雷电击毁。所以，接地装置的设置至关重要，应降低接地电阻，从而使得输电线路避免发生雷击和跳闸的现象。

4结论

综上所述，输电线路长期处于露天环境中持续运行，对环境的敏感度是非常高的。雷电天气会由于雷电的放电效应而导致输电线路周围形成电磁场，不仅影响到输电线路，更会影响到输电线路上所连接的设备。要使输电线路的防雷接地设计发挥有效性，在选择合适的防雷装置的同时，还要做好维护工作，以确保防雷接地的有效性。

参考文献：

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