輸電線路防雷接地設計與維護措施研究

任海濤

（國網四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

輸電線路防雷接地設計與維護措施研究

任海濤

（國網四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

電力系統的輸電線路處于室外，很容易受到環境因素的影響，特別是雷電天氣，輸電線路以及線路上安裝的設備受到雷擊，就會導致線路運行中斷。輸電線路的良好運行狀態是要確保電力系統穩定運行的關鍵。為了避免輸電線路受到雷電的干擾，就要對其進行防雷接地設計，以確保輸電線路運行中不會受到雷電的影響而導致線路和設備受到損害。本文針對輸電線路防雷接地設計與維護措施展開研究。

輸電線路；防雷措施；接地設計；維護

中國地域廣闊，不同的地區氣候狀況都會有所不同。輸電線路以長距離電力傳輸為主，且線路在高壓環境下運行，如果處于雷電環境中，輸電線路以及線路所連接的電氣設備就會受到影響。當雷電在輸電線路的周圍形成磁場之后，會導致輸電線路上所連接的設備產生放電效應，甚至因此而造成輸電線路損壞，嚴重影響到電力系統的正常運行。鑒于輸電線路長期處于室外環境中，雷雨天氣運行是不可避免的。要確保輸電線路在雷電天氣時依然處于穩定的運行狀態，就要充分認識到輸電線路采取防雷接地措施的必要性，做好輸電線路防雷接地設計工作，同時還要進行必要的技術維護，以確保防雷接地效果良好。

一、輸電線路采取防雷接地措施的必要性

（一）輸電線路在雷電環境中容易遭到雷擊而引發故障

輸電線路由導線、地線、接地裝置和絕緣子串等構成。其中，絕緣體是確保輸電線路電能傳輸質量的關鍵設備。如果輸電線路進行防雷接地設計，且即便是采取了防雷措施，但是沒有實施有效的維護工作，就會導致輸電線路在雷電天氣由于雷擊而引發跳閘故障，如果此時輸電線路正處于運行狀態，就會導致電能傳輸受到干擾。

（二）雷電會導致輸電線路過熱而引發重大事故

雷電包括直擊雷、傳導雷和感應雷，其中對輸電線路破壞力最強的是直擊雷，其所釋放的電流，哪怕僅僅持續幾微妙，也會在空氣中形成電磁波而導致脈沖電壓產生。在輸電線路附近如果存在這種電磁波，就會通過傳輸線路與電氣設備接觸而導致電氣設備處于過電壓狀態下運行。由于過電壓導致電氣設備過熱，就會使得設備產生故障。如果因此而導致輸電線路過熱而沒有及時處理，甚至會引發火災。受到直擊雷的影響，地電位會被抬高，輸電線路上所連接的電氣設備受到威脅，甚至會危及到人身安全。與直擊雷相比，傳導雷和感應雷的威脅力是比較弱的，但是擊中傳輸線路或者線路附近的區域，也會因過電壓產生通過線路損壞電氣設備。

（三）接地設計可以有效地預防輸電線路被雷擊

當輸電線路處于運行狀態的時候，由于線路遭到雷擊會導致跳閘故障發生，在輸電線路的總跳閘事故中超過2/3。要確保輸電線路的運行質量，使其因雷電事故而引發的跳閘率降低，就要采取必要的防雷措施，接地設計是輸電線路預防雷擊的有效措施。輸電線路為架空線路，則可以將桿塔充分地利用起來，經過技術處理后使其發揮雷電導流的作用，輸電線路得到了保護，而避免發生跳閘事故。輸電線路做好防雷接地設計工作，可以提高防雷能力，確保輸電線路處于正常的運行狀態。

二、輸電線路防雷接地設計

要確保輸電線路防雷接地設計的科學合理性，就要對輸電線路的各項防雷裝置進行研究，確保輸電線路上所安裝的每一個裝置經過技術處理后，都能夠發揮防雷作用。

（一）避雷裝置的設計

輸電線路的避雷裝置有很多，包括避雷線、避雷針、避雷器等等。這些避雷裝置如果在輸電線路上合理安裝，就會有效地發揮防雷作用。

1.避雷線

避雷線的防雷作用在于對雷電引發輸電線路產生的過電流進行分流，使得輸電線路的安全系數有所提高。在輸電線路的防雷接地設計中，需要在輸電線路的導線上敷設避雷線，以使其能夠在不同的電壓環境下很好地運行。如果輸電線路為220kV線路，就要沿著輸電線路的全線將110kV的雙避雷線構建起來，如果輸電線路的電壓低于220kV而超過了110kV，設計單避雷線就可以起到防雷接地的作用。對于35kV的輸電線路，就不需要在整個的輸電線路上安裝避雷線了。

2.避雷針

對輸電線路防雷接地，常見的防雷裝置就是避雷針。與建筑物上所安裝的避雷針有所不同，輸電線路上所安裝的避雷針屬于是轉移雷電的裝置，主要是在雷電天氣對擊中輸電線路的電流起到轉移的作用。如果是雷電頻繁發生的區域，就需要選用上翹30°的避雷針，在輸電線路的兩端安裝完畢，就要與導線上的避雷針構成了輸電線路的防雷設備。

3.避雷器

一些輸電線路會采用接地電阻進行防雷。雖然接地電阻起到一定的防雷作用，但是，防雷接地設計普遍趨于理想化而使得防雷設計存在一定的缺憾。進行避雷器設計，就是所選用的電阻避雷器為非線形的，在塔桿上與避雷器并聯，當輸電線路遭到雷擊后，會在串聯間隙開始放電，可以避免輸電線路上所連接的絕緣子由于線路過熱而遭到損壞。這就需要工作人員對輸電線路的所處環境深入地了解，以使避雷器所安裝的位置能夠有效地發揮防雷作用，從而提高輸電線路的雷電抵抗能力。

（二）接地電阻的設計

接地電阻就是所有的接地體對地電阻的集合體。電阻的大小是對對接地裝置的有效性進行衡量的重要指標。對輸電線路的運行起到了一定的管理控制作用，還能夠對輸電線路以有效維護。對接地電阻進行測量，對地極測接地電阻起到一定的輔助作用，使其性能充分地發揮出來。接地電阻要能夠發揮防雷作用，就要促使接地電阻降低。技術處理上，就是根據電流原理，當輸電線路的電流降低的時候，電阻也會相應地減小，接地電阻的防雷效果就會提升，此時，輸電線路上所安裝避雷裝置的性能就會有所提升。之所以可以將桿塔的避雷作用充分地利用起來，就是由于塔桿的倒流接地作用使然，隨著塔桿的頂電位降低，接地電阻也會相應地降低，有效地提升了接地電阻的防雷能力。

（三）自動重合閘的設計

自動重合閘如果設計合理，也能夠起到一定的防雷作用。自動重合閘在實現自動重合的過程中，會在瞬間斷電后快速恢復供電，可以有效地避免斷電事故發生。也就是說，如果因為雷擊而使得防雷裝置啟動，瞬間的啟動可以降低輸電線路遭到雷擊的幾率。由于輸電線路可以在短時間內容恢復供電，避免了給客戶帶來損失。但是，突然斷電和瞬間恢復供電，使得輸電線路的瞬時電壓增大，很容易導致電氣設備出現故障。因此需要在輸電線路中，對防雷設備進行設計，可以避免電氣設備因此而造成損害。在輸電線路上安裝自動重合閥，可以實現斷電與重合閘的自動操作，以確保持續而有效地供電，為電能用戶提供滿意的服務。

三、輸電線路防雷接地技術的維護

（一）對防雷接地裝置進行技術升級，以使其防雷效果得以充分發揮

要提高防雷接地裝置的防雷效果，就要對防雷接地設計做好維護工作。引進先進技術，對防雷接地裝置進行技術升級，可以提高輸電線路防止雷擊的效果。比如，對輸電線路可以采用拉線分流的方法，不僅可以使接地線的導流作用能夠充分地發揮出來，而且還會使雷電流入大地的速率有所提高。此外，還可以將桿塔拉線與接地裝置并列連接起來，使接地面積擴大，以使雷電能以塔桿為輸電通道快速地流入到大地中。

（二）對防雷接地裝置進行定期清理，以使裝置的能源消耗降低

輸電線路的防雷接地裝置處于室外，由于裝置的表面落有灰塵，就會對設備的絕緣性能造成影響，而增加能源消耗。因此，要對防雷接地裝置進行定期清理，同時還要對線路進行檢查。輸電線路所連接的各種電氣設備，包括斷路器、防雷接地裝置，都要做好管理和維護動作，重視日常清理工作，以確保輸電線路能夠將自身的性能充分發揮出來，避免由于雷電影響而對影響到輸電線路的正常運行。

（三）對輸電線路實施管理工作，以確保線路防雷的有效性

輸電線路的防雷接地要獲得良好的效果，就要對輸電線路實施定期檢查工作，以使防雷接地中所存在的問題能夠及時發現，以及時采取技術解決措施。特別是在雷電天氣時，更要對輸電線路做好維護工作，必要的時候還要進行全面的檢修，以避免雷電天氣導致數顯線路遭到襲擊。

結語

綜上所述，輸電線路長期處于露天環境中持續運行，對環境的敏感度是非常高的。雷電天氣會由于雷電的放電效應而導致輸電線路周圍形成電磁場，不僅影響到輸電線路，更會影響到輸電線路上所連接的設備。要使輸電線路的防雷接地設計發揮有效性，在選擇合適的防雷裝置的同時，還要做好維護工作，以確保防雷接地的有效性。

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