20kV高压输电线路防雷接地技术分析

20kV高压输电线路防雷接地技术分析

谢忠明

国网西藏检修公司 西藏拉萨 850000

摘要：随着社会的不断发展，促进人们对电力资源的需求的逐渐增加。高压输电线路是比较重要的线路类型，其承担的载荷相对突出，为了减少线路的安全隐患，提高输电的稳定性，应坚持在防雷接地技术上更好的完善，针对雷雨天气做出有效的应对。本文就20kV高压输电线路防雷接地技术展开探讨。
关键词：防雷接地；高压输电线；20kv

1、雷击发生原因及危害

现代化的电力事业发展速度不断加快，很多地方的高压输电线路建设，都在走向快节奏的方向，整体上的工作成绩是比较显著的。但是，高压输电线路的架设过程中，必须充分考虑到到自然界当中的雷击现象，这是非常严重的问题。从高压输电线路本身来分析，其在建设的过程中，大部分的原材料应用，表现为金属的特点，这些线路的结构，整体上表现为架空的特点。当雷击发生以后，会在高压输电线路当中，瞬间产生大量的电流，也就是我们日常所说的感应电流。强大的电流进入到高压输电线路以后，直接参与了正常的电流输送，对于整体输电线路内部的电压，直接造成了迅速升高的特点，会对输电过程的安全性，构成非常严重的威胁，针对高压输电线路的设备造成严重的破坏，同时对于电力通信系统，也造成了较大的损害。由此可见，高压输电线路的雷击问题，必须按照科学的手段来应对，应坚持在防雷接地技术上，按照科学方式来应用。

2、20KV高压输电线路遭受雷击的过程分析

2.1雷击的的原因
　　供电线路中分布着许多金属材料，雷击发生的瞬间，架空线路中会产生一股高压冲击波，沿着线路的两个方向飞速传播，因为供电系统采取的是架空结构，所以这股巨大的高压冲击波不会受到任何阻碍，直接将电源通讯系统破坏掉。高压线路中常用的避雷装置：高压避雷器或者阀型避雷器，但由于雷电来得太快，避雷装置启动太慢，残压太高，导致低压输电线路出现很强的暂态过电压，从而降低了避雷效果。
　　2.2雷击的过程
　　雷击的形成需要经过四个阶段：雷云先导，移动，进而起电放电。此时，在架空导线附近会构成静电感应现象。雷云放电，导线中的感应电荷瞬间转变为自由电荷，以感应电流的形态均匀地向线路两端移动，于是形成电流。在移动电流和导线波阻抗的作用下，上千伏以上的雷电感应电压由此形成，高压输电线路因此遭受严重破坏。
　　2.3雷害事故
　　雷击发生后，主要从4个方面破坏高压输电线路：第一，工频电压过高。第二，高压线路发生冲击闪络现象。第三，高压输电线路中出现过电压。第四，高压输电线路直接跳闸。

3、分析20kV高压输电线路防雷接地技术

3.1装设避雷线

从主观的角度来分析，20kV高压输电线路的运作过程中，为了更好的在防雷接地工作上取得较好的成绩，可尝试装设避雷线。该项技术手段的应用，在于从雷击本身的现象来出发，避雷线的安装，能够针对瞬时产生的强大电流，做出一个良好的引导作用，从而避免20kV高压输电线路出现载荷过高的现象，整体上的应用效果是比较值得肯定的。避雷线还可以通过利用导线本身具有的耦合性能降低20kv高压输电线路中的绝缘电压，从而减小雷击产生的感应电压。在选择和铺设避雷线时应该严格按照有关的规定和技术标准来实施，实践证明输电线路中的电压的大小和避雷线的避雷效果一致，电压越大避雷效果越明显，避雷线的施工造价也越低。从这一点来看，避雷线的安装，能够充分提高20kV高压输电线路的防雷接地效果，对于线路运作的稳定而言，能够产生特别好的作用，值得推广应用。

3.2改变线路绝缘性

随着20kV高压输电线路的架设工作不断的完善，很多地方的工作开展，都在按照积极的方法来完成。避雷接地技术的应用过程中，不能总是按照传统的角度来完成，还是要从最根本的工作上出发。建议在今后的技术应用过程中，可以针对线路的绝缘性，做出良好的改变。在20kV高压输电线路的运作过程中，其遭受到雷击的伤害以后，高杆塔的等值电感、感应电流都会持续性的增加，由此因为雷击所产生的损失是非常显著的。为了更好的降低损失，业内对于20kV高压输电线路的规划，做出了新的规定。例如，当20kV高压输电线路的杆塔高度，大于或者是等于四十米的时候，杆塔每提高十米，必须增加十片绝缘子。倘若杆塔的高度，超过了一百米的标准，那么这个数学关系就会展现为无效状态，此时必须根据其他相关的技术规定，针对绝缘子片数做出更好的掌握。该项技术的实施优势在于，能够从最根本的角度上，对20kV高压输电线路加强防护，避免防雷接地技术出现严重的不足，对未来的工作进步，能够奠定坚实的基础。

3.3降低杆塔接地的电阻

依据雷击闪络的反击原理，适当减少接地电阻与电感，提升耦合系数，是提高20kV高压输电线路防雷性能的有效手段。因此借助地下导电能力对杆塔的接地电阻加以控制，将输电线路中多余的雷电导入大地，以控制雷电对输电线路的冲击，从而避免线路遭到雷击而引起跳闸。

3.4安装垂直地极

在高土壤电阻率的地区，垂直地级的安装作为主要的接地弥补措施，能够有效解决土壤表面接地质量差的问题。安装方法：将垂直接地极安装在杆塔四周，如果是铁塔，在安装垂直接地极时，应在距杆塔6m的位置进行安装；若属于水泥杆塔，可在距离杆塔4m的位置安装垂直地极。但需要注意的是，在安装垂直地极的过中，必须使用角钢与圆钢加工，地极间隔在4～6m，地极长度不能超过小于1.5m。如果垂直地极安装与高土壤电阻率的陡坡时，应深埋0.8m，以免接地极被洪水冲刷，导致散流功能下降。

3.5采用消弧线圈接地方法

消弧线圈接地方法在雷电活动较为频繁与接地电阻难以降低的区域中较为常见，不仅能降低单相遭雷击闪络故障的发生率，还可通过中性点不接地的方式来增强线路的防雷能力。防雷原理为：如果三相与二相遭到雷击时，一相的导线不会因为雷击的发生而引起线路自动跳闸，导致雷击闪络后与地线的作用保持一致，这时就相当于提升输电线路的耦合能力，减小未发生闪络问题的相绝缘子的电压，从而实现线路防雷性能的提升。

3.6安装避雷装置

避雷装置作为预防与控制雷击击穿事故发生的关键，主要是通过杆塔测针技术在220kV高压输电线路的杆塔上安装水平测针，延伸避雷线保护的范围，并在杆塔横担靠近挂点45°倾斜位置，安装侧向避雷针，长为3m，降低输电线路发生绕击的概率。例如对于侧向避雷针的安装，为了削弱高海拔雷电云层的冲击效应，提高线路的绕击能力，需在220kV高压输电线路防雷接地的杆塔天线间隔15～30m的位置安装侧向避雷针，然后在横臂位置，安装以实际防雷为主的避雷针，保证雷电能够进入到避雷线路中，直接导入大地。此外，为了防止雷电击穿线路和杆塔顶部的绝缘子，还需在杆塔的顶部安装消雷器，然后选用型号为GJ-35的钢绞线避雷针安装与电线杆的顶部，减少接地的电阻。

结语：在高压输电线路防雷接地中，可以通过对避雷线的运用、减少电阻以及提升绝缘能力等方式，加强对高压输电线路的保护，在此基础上确保高压输电线路不会受到雷击的影响，进而保障整个电网系统的正常运行，确保人们生活和工作的正常用电。

参考文献：

[1]余振华.高压输电线路防雷措施分析及改进方法[J].低碳世界,2019,009(001):60-61.

[2]王艳兵.高压输电线路防雷措施分析及改进方法[J].山东工业技术,2019(19).

[3]白冬冬.高压输电线路防雷措施分析及改进方法[J].工程技术与管理(英文),2019,003(010):P.169-171.

[4]黄海.输电线路防雷接地措施的重要性及其维护研究[J].科学与信息化,2019(2).