架空输电线路防雷与接地的设计探析

架空输电线路防雷与接地的设计探析

田志 宋奎奇

国网衡水供电公司 河北衡水 053000

摘要：架空输电线路是电力供应所采用的最主要的输电方式，在电力系统中起到非常重要的作用。但架空输电线路通常设置在露天环境中，容易受到雷击等气候条件的影响，使得架空输电线路出现雷击跳闸的事故，导致输电线路无法正常运行，相应的电力系统也受到一定影响。对此，文章将重点分析架空输电线路防雷与接地的设计，希望对于架空输电线路防雷击有所助益。

关键词：架空输电线路；防雷接地；设计

在社会经济不断发展的今天，人们的生产生活中用电越来越多。此情况下，为满足广大人民群众的用电需求，输电线路就要朝着大型化、高空化的趋势发展。想要达到这一目的，需要优化架空输电线路。从目前架空输电线路运行情况来看，的确有很多优点，如成本低、易检修、易施工等。但其设置在露天环境中，容易遭到雷击，使其无法正常运行，降低架空输电线路的应用性。所以，优化设计架空输电线路防雷与接地，提高架空输电线路防雷击性能，使其长期安全、稳定、高效的运行。

1架空输电线路受雷击跳闸的因素分析

1.1线路设计因素

对于架空输电线路的设计，首先要选择最佳的路径方案，充分论证导线、地线、绝缘配合及防雷设计的正确性，确定各种电气距离，认真选择杆塔和基础形式，合理地进行通信保护设计等。随着电网建设迅猛发展的步伐，线路设计出现工作量大、时间紧迫等问题，更因为输电线路通道地形和土壤结构都比较复杂，有时候可能造成勘察设计不到位的现象发生，而部分电力工作人员没有按照实际土壤电阻率进行验算，这便造成杆塔接地形式与现场实际不相适应，导致设计出现偏差，最终使架空输电线路对雷击的耐受性受到一定程度的影响。

1.2线路环境因素

在对架空输电线路受雷击跳闸的因素分析中，自然环境因素是不容忽视的，因为架空输电线路是设置在露天环境中的，其必然受到各种各样自然环境的影响，包括了地形、地质条件、土壤电阻率等许多方面，尤其在一些自然环境条件恶劣的复杂区域就更容易造成架空输电线路或杆塔接地电阻高的状况。

1.3线路施工因素

关于线路施工因素方面，由于架空输电线路施工现场大部分处于交通不便的岩石区域，以及土壤电阻率高的山区，这给正常施工和监督工作都造成了很大的困难，导致一些工程在施工中出现部分不按图纸进行施工、或对接地体的埋深不够以及回填土不符合要求等现象出现，最终使施工质量出现问题。

2架空输电线路防雷的设计措施

输电线路防雷措施应根据线路的电压等级、负荷性质和运行方式，以及调查沿线的雷电活动情况（以雷电日数来表征）和附近已有线路的雷电跳闸率，并考虑土壤电阻率高低等条件，全面进行技术经济比较来选定，下面介绍输电线路常用的防雷措施：

2.1安装避雷装置

在安装避雷装置方面，我们可以采取在架空输电线路上架设避雷线的方式，这是一种预防输电线路遭到雷击的常用措施，其导流效果是非常显著的，它能够让流经杆塔以及输电线路上的电流降低，而且线路电压愈高，采用避雷线的效果愈显著。同时，避雷线在线路建设造价中所占经济比重愈低，对于35kV及以下的线路，避雷线占线路总投资的比重就显著增加。为了发挥避雷线的屏蔽效应，对导线的保护角α不宜过大。根据有关规定，杆塔上避雷线对导线的保护角，一般采用20～30°；330kV及220kV线路一般采用20°左右；重冰区线路，不宜采用过小的保护角，杆塔上两根避雷线之间的距离，不应超过导线和避雷线之间垂直距离的5倍。

2.2安装自动重合闸装置

在架空输电线路上安装自动重合闸保护装置，可以对架空输电线路在运行过程中遭遇雷击时起到有效的防护作用，它是一种安全性较高的防雷设计，能够在输电线路出现问题时立即跳闸，达到对输电线路实施保护的目的，即当雷电击到杆塔或者输电线路时，所安装的自动重合闸装置就能使输电线路跳闸后的瞬间自动重合，进而可以恢复塔杆上安装的绝缘装置的绝缘性，利用自动重合闸装置可以大大提高对用户供电的可靠性，事故统计数字指出，输电线路在总的遮断次数中能在60～90％的情况下恢复用户供电，一般重合成功率可在70％左右。在工程实践中，如果线路没有其它防雷保护装置时，重合闸是保证供电可靠性的基本对策。当具有其它防雷保护装置时，重合闸作为提高供电可靠性的备用保护措施，特别是对35kV及以下的线路，以及具有高接地电阻的线路，采用自动重合闸保护装置更能显示出它的效果，因此各级电压的线路应尽量采用单相自动重合闸装置，必要时采用三相自动重合闸装置。

2.3降低接地电阻

除了安装避雷装置和安装自动重合闸装置外，降低钢塔的接地电阻可以减小雷电流流过时产生的电压降，亦即降低雷击塔顶的电位，是提高线路耐雷水平的有效而经济的措施，一般优先考虑采用，特别在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和线路段，在土壤电阻率很高的地区，应着重改善接地装置，以尽量降低接地电阻，这使输电线路的抗雷性能在很大程度上得到提升，如果在输电线路上设置了避雷线，每基杆塔不连避雷线的工频接地电阻要控制范围内，在杆塔的接地电阻符合之后，接地电阻要比输电线路承受雷电的能力低。

3架空输电线路接地设计措施

3.1合理选择接地方式

在架空输电线路接地设计中，我们要在了解架空输电线路所在区域土壤电阻率具体情况的基础上，选择合理的接地方式。如果输电线路所在区域的土壤电阻率相对较低，就应该充分利用杆塔基础和拉线等自然接地，防止因遭遇雷电使杆塔接地电阻出现增大的情况；而如果输电线路所在区域的土壤电阻率相对较高，那可以采用多种接地方式，比如外引接地方式、复合接地方式、放射形接地方式、换土方式、连续伸长接地体方式以及物理接地模式等接地方式。

3.2做好杆塔接地的设计

杆塔接地的设计对架空输电线路的防雷击性有很大程度的影响作用，因此，我们要增强对杆塔接地设计的重视，第一步就是要做好实地勘察工作，即工作人员要对设置架空输电线路的区域沿线雷电活动情况进行全面调查，了解雷击频发

地段，合理规划架空输电线路杆塔的设置方案，接着就是在实地勘察的过程中，勘测人员要根据测量杆塔所在位置的土壤电阻率来进行详细的数据分析，以此来为杆塔位置的选择和所需要采用的接地方式提供有效的设计依据。

3.3合理使用降阻剂

在架空输电线路接地设计中，正确而合理地使用降阻剂，对降低接地电阻有直接的作用，也可以促进线路防雷的目标得以实现，随着降阻剂在不断的更新换代，降阻剂不仅具有导电性能非常强的特点，而且它对土壤渗入率也是比较高的，适合在土壤电阻率比较高或山区岩石地段使用，它可以很快深入地下土壤中，使电流范围不断扩大的同时，其电流分散的能力也有所增强。

结语：

综合当前我国架空输电线路运行情况来看，架空输电线路的有效应用，为促进电力系统良好供电提供了条件。但设置在露天环境中的架空输电线路容易遭到雷击，引发雷击跳闸事故，使输电线路无法正常运行，影响电力系统供电。对此，应当对架空输电线路防雷方面和接地方面予以优化设计，提高架空输电线路防雷性能，所以，应该优化设计架空输电线路防雷与接地。

参考文献：

[1]温柳新.架空输电线路防雷与接地的设计[J].新建设:现代物业上旬刊,2012,(8).

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