架空输电线路防雷与接地措施研究

架空输电线路防雷与接地措施研究

赵鹏

云南电网有限责任公司昭通供电局  云南昭通 657000

摘要：架空输电线与雷击跳闸，一直是困扰电网安全运行的问题﹐寻找更好的避雷方法﹐一直是电力系统工作人员关心的问题。在本论文中﹐作者对高压输电线的雷电防护技术进行了全面的研究，并通过比较、分析雷电对线路造成的伤害，并结合多年来的工作经验，来讨论如何加强输电电线的雷电防护。

关键词：架空输电线路;线路防雷;防雷接地引

随着现代人类生产力的不断提高，电力被越来越多地应用在人类的工作和日常的劳动中。因此，电力公司要更好地满足人类日益增长的用电需求。电力输送线路将朝着大规模、高海拔的方向发展。要达到这一目的，就必须对架空输电线路进行优化。根据当前架空输电线路的运行情况来看，具有很多优点，比如它的造价低，建造简单，维修简单。但因为电缆是在室外，很容易被雷电劈中，导致电缆无法正常工作，因此电缆的使用范围也就小了许多。

一、架空输电线路存在问题的原因

（一）自然环境因素

由于地形、地质、土壤等因素对接地电阻的影响。在自然环境条件比较恶劣的地区，或者是比较复杂的地区，因为地质条件不好，土壤比较干燥，或者是土层过薄，会给架空输电线路或者铁塔的接地带来很高的电阻。

（二）架空输电线路的设计因素

随着电网建设的发展，一些电力设计单位在进行架空输电线路的设计时，不可避免地存在着勘察不到位、设计不科学等问题。如果在电力设计时，不能以实际的土壤电阻率为依据，那么，就会导致架空输电线路的设计与实际情况不符。如果在生产时，架空输电线路的设计出现了偏差，很可能会导致架空输电线路。

（三）架空输电线路的施工因素

在一些架空输电线路的施工中，由于施工地点处于交通不便，并且有较高的土壤电阻率，这就导致了施工的难度。同时，由于填土不符合平台要求，接地装置内部连接时也没有按照要求进行焊接，极容易在极端天气下发生雷击等现象。

二、输电线路雷电危害的种类

按照雷电过电压的产生机理及物理过程，可将其分育击雷与感雷，二者在本质上有区别，成因上也有区别。因为雷击线路和大地，会产生电磁感应，这就是感应雷过电压。

（一）直击雷过电压

多年来，根据资料分析，引起线路跳闸的主要原因是，直接雷击过电压是第一位的。直击雷分三类:直击杆塔、直击避雷线、绕击导线，清晰地了解雷电过电压 :第一，由于塔和地线对电线的阻抗有一定的影响，因此，在闪电中，避雷器将会提高其与差压放电电压之间的绝缘等级，从而产生闪络，也就是所谓的“反弹”。第二，如果一根避雷针或者一根附近的电线被击中，很可能会引起绕击。

（二）感应雷过电压

随着雷云越来越靠近线，线与雷云产生的电荷产生了联系，最终流入了地面，而线也被绝缘了起来，电荷就会从那条线泄露到地面。雷云中的电荷马上就会消失，这是因为雷云中的电荷没有被闪电击中，所以电线中的电荷就会变成自由电荷，延伸到附近的电线上，使电线中的电荷产生了感应过电压，从而引起了电场的变化。与此同时，它还会发生很大的变化，从而产生一个很强的电磁场，将其与电磁感应原理相结合。需要对由导线造成的大量的过电压进行分析，以及过去常见的感应雷电过电压形式[1]。

三、架空输电线路防雷措施探讨

根据架空输电线雷电灾害产生的四个阶段，在进行防雷防护时，要做好“四道防线”，即：防止直击雷：在线路上设置避雷线，防止线路受到雷电的侵袭。防闪络:为防止线路绝缘发生牛闪，必须加强线路绝缘，减小接地电阻。防电弧:为防止发牛闪络后未形成稳定工频电弧而采取的措施。防停电:为了保证在电网形成工频电弧后，不发生供电中断，应采取相应的措施。在具体的输电线路防雷工作中，不能仅靠一种防雷措施来实现线路的防雷，而要与实际情况相结合，有针对性地综合采取多种行之有效的措施，才能从根本上减少雷击跳闸率，下面将对此进行详细的讨论。

（一）架设避雷线

安装避雷线，可以起到防止雷直击导线、减少流经杆塔的雷电流，并对导线起到耦台和屏蔽的作用。一般来说，在线路电压较高的情况下，安装避雷线的效果会更好，在线路造价中所占的比例也就越小。11OkV及以上电压的线路，都应该在全线架设避雷线。它的保护角一般都是20度~30度。500 kV线路的保护角大约为15度。降低避雷线的保护角，可以降低雷电绕击率，但也要提高杆塔的高度，所以在杆塔上要重视两条避雷线之间的距离。

（二）安装线路自动重合闸装置

架设一条线路自动重台闸，这也是一种常用的防雷防护措施。这样，当出现雷击动作时，大多数的闪络现象都会出现在线路上，并能迅速地进行重开，并能迅速地使绝缘恢复正常。所以，安装一条线路的自动重合闸，可以有效地排除雷击，减少跳闸时间，增加线路的可靠性。

（三）增强导线绝缘与差动、不对称绝缘方法的应用

根据调度资料，增强绝缘配合，改进绝缘性能，可以提高线路的抗雷电能力。根据近年来新建线路的经验，在高耸的铁塔上增加绝缘子串的片数，并提高其50%的冲击闪络电压，可以有效地提高线路的抗雷能力，减少雷击跳闸率。不同的绝缘方法，是指在同一基础的电杆上，三相的绝缘不一样，且下两相的绝缘名多-片绝缘子数。在雷击电杆或电线时，首先击穿电线绝缘，然后电流通过电杆流入地面，从而避免二相闪络。根据统计，采用不同的绝缘方法，可以使电缆的雷电抗性提升24%。在高压线路中，由于双回路间的绝缘子串数量不同，所以，在发生雷击时，绝缘子串数量较少的回路首先进行闪络，这种回路的导线与地线等效，从而提高了绝缘子串数量较多的线路的抗雷电能力，减少了双回路间的雷击事故。这样，就可以保证一条有大量绝缘子的线路，能够持续供电。

（四）装设线路型避雷器

在我国，安装避雷器已经有十多年的时间了，并取得了很好的效果。当雷电流大于某一数值时，多数由避雷器进入引线，到达相邻的引线或通过引线进入地面；如果电线被雷电击中，那么，大量的雷电流将会从避雷器流入地面。所以，不管是对被雷击的电线，还是对高塔顶部或避雷线，安装避雷器，都是十分有效的。

（五）加强对输电线路的运营保养，消除绝缘薄弱环节

对零值差的绝缘子进行定期检查，检查方法有肉眼观察和红外线测温两种方法，发现有缺陷的绝缘子，及时替换，还可以参考输电线.采用定期大修的方法，实现线路轮换，强化线路的运营管理，及时排除了绝缘薄弱环节，改善线路的绝缘质量。研究结果表明，通过加强线路的日常运营和维修，消除绝缘薄弱环节，对提升线路抗雷击能力有显著的效果；对电线下面的树木、违章建筑物进行及时的清除，以避免在雷雨天气中，电线下面的杂物造成电线的短路、接地；应采取防车、防外力损坏的措施，尤其应在同塔多回重点加强防护。

（六）增加耦台地线和塔顶防雷索

对易被雷击的杆件，可以在其下方增设一根联接地线，使避雷线具有并联、耦联的功能，从而间接地减小接地电阻；在重雷区易发生爆炸的部位，可以在其顶部安装防雷拉线，并将其作为防护措施。雷电流直接劈在电线上时，会先触碰到防雷拉线，能起到屏蔽效果[2]。

结语：

综上所述，本文解释了雷击导致线路跳闸的原因，也解释了如何减小接地电阻，在雨季进行放电间隙的调整，为降低保护角度，增加了特高压输电线的防雷措施等，从而降低了跳闸率，增加了人们对线路的信任度。

参考文献：

[1] 王林. 高速铁路接触网与架空输电线路防雷规范差异对比分析[J]. 铁道标准设计,2022,66(5):159-164,182.

[2] 张亦超. 架空输电线路防雷与接地措施研究[J]. 通信电源技术,2023,40(3):61-63,67.