架空電力線路防雷與接地技術探究

文/楊海山、石瑞玲、馬永紅 石嘴山市氣象局 寧夏 石嘴山 753000

架空電力線路防雷與接地技術探究

文/楊海山、石瑞玲、馬永紅 石嘴山市氣象局 寧夏 石嘴山 753000

架空線路是電網建設的重要方式，大多建設于野外環境，受自然氣候等因素影響比較大，尤其是雷擊災害，在很大程度上影響了電網供電的安全性與穩定性。對于架空電力線路來說，其建設長度比較長，一旦發生雷擊災害，會造成線路中斷，嚴重的甚至會出現人身傷亡事故。基于此必須要做好對其的防雷措施與接地施工，即從實際需求出發，從多個方面出發，選擇合適的方法進行優化，本文就此方面內容進行了簡要的探討。

架空線路；防雷措施；接地技術

為滿足社會經濟發展需求，電網建設日益完善，同樣的社會生產生活對供電網運行穩定性與安全性有著更為嚴格的要求。而就架空電力線路來看，因為其建設位置的特殊性，經常會受到雷擊災害的影響，一旦遇到雷擊影響，勢必會對電網運行效果造成影響。因此，以提高電網運行穩定性為目的，必須要做好防雷措施的研究，從雷擊病害原因進行分析，確定優化要點，并做好接地技術施工，在根本上來消除雷擊對電網運行的安全威脅。

一、輸電線路雷擊災害分析

1.直擊雷過電壓

雷擊一直以來都是影響架空輸電線路運行穩定性的重要因素，雖然現在電網建設效果在不斷提升，逐漸有更多新型技術與設備被應用到其中，但是從防雷接地方面來看，還存在一定問題。直擊雷過電壓為常見的一種影響形式，為導致線路跳閘的主要因素。在雷擊作用于導線或者桿塔時，會形成比較高的過電壓，引發線路事故，常見有直擊桿塔、繞擊導線以及直擊避雷線等。從實際情況進行分析，桿塔與避雷線會在一定程度上對導線電阻抗產生影響，當雷擊作用于桿塔或者線路時，會使得雷擊點與導線壓差遠遠大于放電電壓絕緣水平，出現線路閃絡故障，并且如果雷擊直接作用于避雷針時，還會導致線路發生繞擊故障[1］。

2.感應雷過電壓

在雷云距離線路桿塔過進時，會對線路產生一定的束縛電荷，并且與周圍雷云電荷相同，最終通過桿塔進入到大地環境。如果雷擊對地放電或雷擊塔未反擊，雷云電荷會瞬時放電消失，這時線路上束縛電荷會變成自由電荷，并向四周線路進行傳播，而形成感應過電壓。并且，對于變化較大的雷電流能夠感應出比較強的電磁場，結合電磁感應原理，對導線上能夠感應到的過電壓進行分析，最終形成感應雷過電壓，對線路的正常運行差生較大影響。

二、架空輸電線路防雷措施分析

1.防雷措施要點

對于遭受雷擊影響的線路，要及時采取措施進行處理，盡量不要使其絕緣產生閃絡問題，如對接地技術進行完善，并最好線路絕緣的檢查優化，或者是選擇用避雷器來進行防雷處理[2］。對于受雷擊影響出現閃絡問題的絕緣，不要將其轉變為相對穩定性的工頻電弧，這樣可以避免線路短路而出現跳閘故障。對于部分處理不及時而出現跳閘故障的架空線路，可以選擇設置自動重合閘裝置，以及雙回路或者環網供電的設計方式進行處理，爭取不斷提高線路運行的穩定性。

2.防雷主要措施

2.1 提高線路絕緣水平

架空輸電線路施工前應選擇性能與質量比較高的絕緣，如瓷橫擔與鐵橫擔線路相比，線路耐雷能力更高，即便是遭受雷擊影響，也只有比較少的線路會發生閃絡。一旦輸電線路受到雷擊影響，線路會在瞬間產生較大的高壓電流，并且發展成相間閃絡并產生工頻電弧，鐵橫擔導電性比較強，因此很容易使得線路出現跳閘故障，而選擇用導電性比較差的瓷橫擔時，則可以有效降低閃絡故障的發生[3］。另外，以提高線路防雷能力，在設計時了可以在鐵橫擔混凝土電桿線路上，更改使用高一絕緣等級的絕緣瓷瓶，同樣可以達到提高線路防雷水平的效果。

2.2 設置避雷線

架設避雷線為架空輸電線路防雷設計的基礎方式，主要起到避免雷直擊導線產生故障。通過安裝避雷線，可以通過對導線的耦合作用，對線路絕緣子進行降壓處理，同時可以利用其分流作用，來將流經桿塔的雷電流控制在最下程度，對桿塔頂電位進行降低，降低導線感應過電壓。如果線路過電壓過大，則避雷線具有的防雷能力發揮的效果越高，此種設計方式不但施工方便，并且在成本上也具有較大的優勢。對于220kV以及110kV電壓等級輸電線路來說，需要對所有架空線路設置避雷線，而對于35kV輸電線路來說則需要根據實際需求來進行設施安裝。一般情況下，應在變電所進線段設置1000m～2000m避雷線，同時還應做好桿塔的接地處理。另外，為最大程度的激發避雷線對導線的屏蔽作用，應盡量降低繞擊率，將減小避雷線對導線的保護角，一般可以設計為20b～30b。

2.3 降低桿塔接地電阻

對于輸電線路來說，其耐雷水平與其接地電阻成反比，因此可以通過來降低線路接地電阻的方式提高其耐雷水平。需要提前對桿塔架設地質土壤特點進行檢測，詳細確定其電阻值，然后采取填充特殊材料的方式來對其電阻值進行適當的調整，爭取在根本上來提高線路的防雷性能，降低雷擊災害對線路運輸安全性與穩定性造成的影響。

3.線路接地措施

3.1 桿塔接地設計優化

在架空線路施工前期，必須要基于電網運行實際需求來完成設計，要求技術人員需要提前對當地施工環境進行實地考察，掌握各項參數，盡量將架空線路施工區域避開雷擊頻繁的環境。并且在確定線路方案后，還需要對線路所在地土壤電阻率進行測量，以此來確定需要設計的接地裝置參數。

3.2 接地電阻確定

接地技術的選擇與應用需要以實際需求來確定，例如對于土壤電阻率比較小的地區，可以選擇用自然接地的方式施工，以此來降低接地電阻值。而對于土壤電阻值較大的環境，則可以選擇用外引接線或者放射性接地的方式施工，通過降低接地電阻的方式來提高線路防雷性能。

結束語：

架空輸電線路在施工設計上具有一定特殊性，并且其高度高、傳輸電壓大，在運行過程中很容易受到雷擊影響，對供電安全性與穩定性影響較大。因此以提高電網運行效果為目的，必須要結合常見雷擊病害進行分析，確定其發生的原因，并選擇合適的方案進行處理，爭取不斷提高線路耐雷性能，并通過接地技術的合理應用，降低雷擊病害對線路運行造成的影響，滿足社會生產生活對電力資源的全滿需求。

[1]徐航航.架空電力線路防雷與接地的研究[D］.東北石油大學，2013.

[2]楊明舉，冉啟偉，張輝宇.架空輸電線路防雷與接地技術研究[J］.企業技術開發，2014，24：1-2.

[3]李海璇，吳漢斌，柴小亮.架空電力線路防雷保護技術應用分析[J］.電子世界，2012，22：33.

[4]謝保東.架空電力線路的防雷保護[J］.電子制作，2014，15：200.