架空輸電線路的接地要求及防雷措施

郭春穎 周東寶

(國網冀北大廠縣供電有限公司,河北廊坊 065300)

架空輸電線路的接地要求及防雷措施

郭春穎 周東寶

(國網冀北大廠縣供電有限公司,河北廊坊 065300)

本文在研究和分析架空線路防雷和接地系統原理的基礎上,結合在架空線路上的新產品、新技術、新應用,分析架空輸電線路的接地要求及防雷措施。為了確保電力系統的安全穩定運行,研究有效的防雷和接地保護措施有著十分重要的意義。

架空輸電線路 接地 防雷

1 前言

我國主要的電力網絡是35～110kV輸供電網絡，該網絡主要承擔面向廣大用戶提供電能的任務[1]。由于該網絡經過的地形、地貌多樣，有如蛛網般的網絡結構非常復雜，線路的絕緣水平低，據統計，在該電壓等級的電網中，雷擊跳閘率居高不下，且經常發生導線遭受雷擊的事故，給國民經濟和人們生活帶來嚴重的損失[2]。因此，為了確保電力系統的安全穩定運行，采取有效的防雷保護措施，對35～110kV供電網絡的防雷保護進行分析和研究，尋求改進和完善的措施是非常有必要的[3]。

2 架空線路接地系統

2.1 架空線路桿塔接地的意義

架空線路桿塔接地的良好與否直接影響架空線路對雷害的承能力，對架空線路的平穩運行至關重要。通過大量的研究和實驗，降低桿塔的接地電阻可以提高線路的耐雷水平，減少線路雷擊跳閘概率是切實可行的。在施工過程中，由于施工不達標不規范或者接地體丟失導致的桿塔接地電阻過高而產生的雷擊閃絡事故很多，影響了電網的安全穩定運行。

2.2 架空線路桿塔接地的標準要求

對架空線路桿塔的接地電阻和型式在電力行業標準D L/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》、L/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中都提出了具體的要求，是設計、安裝和改造架空線路桿塔接地的依據。

2.3 架空線路桿塔接地電阻計算

架空線路桿塔的接地最主要的目的就是避免雷擊過電壓長久地施加在桿塔上，桿塔接地電阻計算應以降低沖擊接地電阻為目的，但根據實際情況計算以工頻接地電阻為參考，用工頻接地電阻乘以沖擊系數，即可計算出沖擊接地電阻。

3 輸電線路的防雷措施

3.1 架設避雷線、耦合地線

(1)架設避雷線；避雷線通常情況下都采用鋼絞線(GJ)，隨導線在桿塔上架設，并處于桿塔的最高處，起到了引雷的作用。并且避雷線通過金屬線夾與桿塔的接地系統進行良好的連接。在超高壓線路中，全部采用雙避雷線，以減小避雷線的保護角，對導線起到更好的防護作用。保護角是影響輸電線路繞擊耐雷性能的重要因素之一。采用小保護角避雷線的架空線路，不易發生雷擊導線的繞擊事故。減小避雷線保護角，可以增大避雷線對導線的保護范圍，提高對導線的屏蔽。在雷電流的作用下，可以減小可能發生的繞擊電流，使雷擊跳閘率減小。(2)架設耦合避雷線；避雷線是架設在導線上方的鋼絞線，起到了防雷的作用。若線路所處地區雷害較頻繁，可在導線下方加設一條鋼絞線，這就是耦合避雷線。加設耦合避雷線可以提高線路的防反擊雷的耐雷水平。原因是耦合避雷線可以對上方避雷線進行分流，使雷電流通過上下避雷線泄入大地，另一個原因就是耦合避雷線可以增加導線和避雷線的耦合作用，是桿塔遭受雷擊時，導線上形成更高的感應電壓，減小絕緣子的沖擊壓力。避免發生絕緣子的絕緣擊穿，從而引發跳閘事故。

3.2 降低桿塔接地電阻、加強絕緣,更換新型絕緣子

(1)降低桿塔接地電阻；桿塔電阻的高低水平對于架空線路的防雷水平的影響很大。降低桿塔接地電阻水平可以有效的降低雷擊閃絡和線路跳閘。降低桿塔的接地電阻，當桿塔頂端遭受雷擊時，頂端電位的升高降低，從而絕緣子受到的沖擊電壓也降低，避免了線路因絕緣擊穿而發生跳閘事故。降低桿塔的接地電阻是提高線路耐雷水平和防止反擊的最基本措施。設計規范中規定桿塔的接地電阻一般小于10Ω。(2)加強絕緣，更換新型絕緣子；增加絕緣子片數可以增加線路的絕緣水平，使發生雷擊時，線路的絕緣不易被擊穿，避免發生跳閘事故。并且絕緣子數量增加，發生閃絡的可能性也同時降低。但是絕緣子的數量不是越多越好，因為絕緣子數量增多，會降低導線對地高度，同時也會增加桿塔的荷載，所以大慶地區的絕緣子串的絕緣子數量一般不超過8片。

3.3 安裝線路避雷器、側向避雷針、并聯間隙

(1)安裝線路避雷器；安裝線路避雷器是將避雷器與絕緣子串的導線端進行并聯。當線路上有雷電流經過時，避雷器導通，雷電流通過避雷器和桿塔接地體泄入大地，避免雷電流繼續沿線路傳播進入變電所燒損變電設備。安裝線路避雷器可以提高線路的耐雷水平，有效保護絕緣子不發生閃絡。(2)安裝側向避雷針；對于易發生雷害且線路走廊狹窄的地區，架設側向耦合避雷線較困難，為了提高線路防繞擊雷的耐雷水平，可以在桿塔上加裝側向避雷針，避免發生導線繞擊。通常情況下線路避雷針都是安裝在桿塔頂端且垂直向上的(一般高度3m)，而側向避雷針安裝在導線橫擔上，頂端向外側。側向避雷針的工作原理是:一、針狀物的電場畸變比線狀物的電場畸變要大，因此避雷針比避雷線更易形成迎面先導，使雷云產生的下行先導與避雷針的迎面先導相遇；二、針狀物相對于線狀物不會對導線形成耦合作用，因而降低了導線所遭受感應雷的感應電壓，避免發生反擊。(3)加裝并聯間隙；并聯間隙是在絕緣子串的兩端各安裝一片金屬電極，兩片金屬電極形成間隙。并聯間隙的工作原理是當線路遭受雷擊，雷電流強度超過絕緣子串的絕緣能力，由于有并聯間隙的電極存在，使雷電灼燒電弧不發生在絕緣子串上，而發生在并聯間隙的兩片電極之間，避免了絕緣子串因雷電電弧而燒傷，絕緣被擊穿。當雷電電弧發生在并聯間隙的保護電極之間時，由于兩片電極距離較遠(即絕緣子串長度)，電弧易被風吹滅，避免線路發生跳閘事故。

4 結語

闡述了架空線路的接地系統，分析了接地裝置對架空線路防雷效果的至關重要的影響，并提出了幾種防雷措施，可以提高線路的耐雷水平，避免發生線路跳閘的事故。對確保電力系統的安全穩定運行是非常有必要的。

[1]敬亮兵,李景祿.池州110kV輸電線路防雷技術研究[M].長沙:長沙理工大學出版社,2009(4).

[2]仇煒,李景祿.貴州110kV石平輸電線路綜合防雷研究[M].長沙:長沙理工大學出版社,2010(4).

[3]戚照梁.淺談雷電過電壓保護[J].科技信息,2011(5).