架空輸電線路防雷與接地研究

作者/韓娟琴，西電寶雞電氣有限公司

架空輸電線路防雷與接地研究

作者/韓娟琴，西電寶雞電氣有限公司

電力事業(yè)是我國各個工業(yè)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)性事業(yè)，關(guān)系著我國經(jīng)濟的發(fā)展。架空輸電是我國在長距離輸電工程中采用的主要辦法，這種形式的輸電能夠很好的避開人群，是我國電力傳輸系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵輸電形式，然而由于這種長距離的架空輸電，在復(fù)雜的運行環(huán)境下，一旦出現(xiàn)雷暴天氣，很有可能成為雷擊的目標(biāo)，導(dǎo)致相應(yīng)線路故障，相應(yīng)輸電設(shè)備的損壞，影響電路的正常運行，因此本研究根據(jù)這個情況，分析輸電線路雷擊及跳閘原因，并提出了相應(yīng)的防雷擊策略和接地方法，以作指導(dǎo)。

架空輸電線路；防雷；接地

前言

架空輸電是遠距離輸電的一個主要形式，相比地埋線，其優(yōu)點十分顯著，比如遠離人群，對人相對有安全保障，再者維護簡單，然而其存在的缺陷也是不可忽視的，比如長距離的架空電線由于其導(dǎo)電性能，往往成為雷擊的目標(biāo)，一旦出現(xiàn)雷暴天氣，其安全穩(wěn)定性能就會受到限制，造成輸電線路的損壞，電路運行出現(xiàn)故障，這對于當(dāng)前的設(shè)計初衷來說不合時宜的，因此如何解決防雷以及接地問題，保障輸電線路的安全和穩(wěn)定就顯得十分重要。

圖1

1. 輸電線路雷擊及跳閘分析

根據(jù)電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，架空輸電線路在運行中，由雷擊引起的高壓線路跳閘次數(shù)占一半以上，這說明了雷擊對于架空輸電的影響是十分嚴重而不可忽視的。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，架空輸電線路出現(xiàn)雷擊事故主要流程環(huán)節(jié)為輸電線路在相應(yīng)線路被雷擊中時，雷電產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過塔架接地裝置泄流入地，產(chǎn)生雷電過壓的作用，然后輸電線路設(shè)備及其絕緣由于過壓作用而受到破壞并發(fā)生閃絡(luò)，接著輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓，大的電壓超出輸電設(shè)備的載荷，由此線路跳閘，供電中斷。可以說輸電線路遭受雷擊后在線路產(chǎn)生的巨大過壓作用導(dǎo)致線路故障，因此對于這個情況需要分析清楚雷擊跳閘原因才能對此作出適合的防雷對策，一般來說線路雷擊跳閘主要表現(xiàn)為兩種形式，即雷直接擊于線路或桿塔導(dǎo)致的跳閘以及電磁感應(yīng)繞過避雷線擊于在導(dǎo)線上而引起的跳閘，這兩種形式的雷擊氣礦都會對當(dāng)前的輸電線路造成極大的危害，因此需要在架設(shè)輸電線路時做好防雷措施，保障輸電線路的安全穩(wěn)定。

圖2

2. 架空輸電線路防雷技術(shù)分析

2.1 架空輸電線的路徑合理選擇

合理選擇架空輸電線路時一個防雷的重要舉措，其具體的內(nèi)容就是規(guī)劃設(shè)計架空輸電線路時要考慮輸電區(qū)域所涉及的環(huán)境情況，比如通過的地方是否是多雷暴天氣發(fā)生區(qū)域等等，對于能夠在不過多增加輸電線路架設(shè)成本的前提下，應(yīng)該盡可能的避開氣候條件惡劣的區(qū)域，合理規(guī)劃，從而降低雷擊跳閘的事故發(fā)生概率，保障輸電線路的安全和穩(wěn)定，從而最大化架空輸電線路的性能，為輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供一定保障。

2.2 架設(shè)避雷裝置

架設(shè)避雷裝置是最為常見的避雷措施，常見于高達建筑設(shè)施上用以化解雷電產(chǎn)生的巨大電流和過壓作用從而將雷擊的危害抑制掉。一般來說在架設(shè)防雷擊裝置時要根據(jù)相關(guān)設(shè)計理論和以往經(jīng)驗來架設(shè)，注意架設(shè)過程中防雷裝置的保護角度大小以及塔架的高度，優(yōu)化這些問題，從而有效的實現(xiàn)避雷的效用。具體說就是，在一般情況下，考慮雷電繞擊的情況,應(yīng)該將避雷線的保護角定為20°～30°的范圍內(nèi)。而對于架設(shè)的期房是林區(qū)的情況下，那么憂郁高度問題，遭受雷擊的可能性會增大，并且憂郁環(huán)境情況復(fù)雜，電磁環(huán)境相應(yīng)也復(fù)雜多變，對于雷擊帶來的危害會更大，因此對于這種情況，就需要在塔架的兩側(cè)安置避雷裝置，從而緩解過壓作用帶來的線路載荷。此外，將接地引下線與桿塔的接地體需要連接在一起，從而在遭受雷擊后能夠?qū)⒗纂婋娏鲗?dǎo)引到大地，從而實現(xiàn)對于線路的保護。

2.3 安裝自動重合閘保護

安裝自動重合閘保護裝置是防雷技術(shù)中另一個有效的辦法。這種裝置可以在線路因故障跳開后，能夠根據(jù)實際情況自動實現(xiàn)保護過程，從而有效的實現(xiàn)了對輸電線路的保護，提高了電路的可靠性。在架空輸電線路的應(yīng)用中能夠極好的實現(xiàn)對輸電線路的穩(wěn)定性保障，增強線路的送電容量，提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。這個對于輸電線路來說是個極好的措施，當(dāng)然對于其作用的發(fā)揮是否有效，需要相關(guān)架設(shè)人員對裝置進行合理安裝和調(diào)試，對其心能進行有效測試，從而確保其發(fā)揮的作用具有較高的應(yīng)用效果。

3. 架空輸電線路接地技術(shù)分析

3.1 架空輸電線塔架接地

接地技術(shù)是防雷技術(shù)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其接地性能的優(yōu)良直接影響到防雷的效果是否有所效用。因此對于其接地裝置的設(shè)定很有必要。在對塔架的接地設(shè)計時要考慮其沿線的環(huán)境以及氣候條件，分析雷擊的可能性，即要對當(dāng)?shù)丨h(huán)境充分考慮和分析，然后據(jù)此對輸電線路的塔架進行合理布局，分析土壤性質(zhì)，從而使得塔架的接地裝置有較好的作用效果，從而保障發(fā)生雷暴時防止其出現(xiàn)較大的危害，影響輸電線路的安全和穩(wěn)定。

3.2 降低塔架接地電阻

防雷措施中的一個關(guān)鍵因素就是設(shè)法降低塔架的接地電阻，從而將更多的電壓嫁接到地面，從而使得塔架的載荷不會有較大的變化，確保電路的正常運行，對于降低塔架的接地電阻的方式主要有兩種，即耦合地線和接地方式選擇等，對于耦合接地，指的就是通過耦合地線確保其能夠在線路運行中發(fā)揮分流和藕合作用，從而達到降低接地電阻的效果，而對于節(jié)點方式選擇則可以通過自然接地、人工接地、引外接地等方式通過接地線的規(guī)劃選取來實現(xiàn)塔架接地電阻的有效降低，這兩種方式是降低接地電阻的最為常見的方式，根據(jù)具體情況，合理選取降低接地電阻的措施，原則上是接地電阻越低越好，實現(xiàn)對架空輸電線路的防雷擊的效用，確保實際應(yīng)用場景中能夠保障輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，從而優(yōu)化輸電過程。

3.3 使用降阻劑

使用降阻劑是優(yōu)化接地電阻的一個重要措施，其可以有效降低接地電阻的阻值，能夠?qū)⒗纂婋娏饔行У膶?dǎo)入大地上，緩解雷電對輸電線路的載荷，從而提高輸電線路的安全性和可靠性，為輸電系統(tǒng)提供有力保障。一般來說，在對架空輸電線路進行接地設(shè)計時,對于降阻劑也要有嚴格使用技術(shù)，不能隨意使用，避免由于使用方法的不正確造成的負面作用，導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)故障，影響輸電系統(tǒng)的正常運行。降阻劑是一種包含了多種成分的導(dǎo)電體,通過降阻劑能夠金屬接地裝置和大地緊密連接在一起，提供足夠的電路流通界面，提升導(dǎo)電性能，從而能夠盡量打電流導(dǎo)入大地仲，緩解雷擊造成對電路的負荷，提升線路的可靠性，通過這種方式的降阻方法能夠在接地體接地體周圍形成一個變化相對平緩的低電阻區(qū)域，從而將雷擊造成的巨大電力負荷導(dǎo)入大地。降阻劑的使用,不僅能夠提升架空輸電線路的防雷技術(shù)水平,還可以減少接地體的施工量,節(jié)約金屬材料,具有長效性和穩(wěn)定性的特點。當(dāng)然，在降阻劑的實際使用中，相關(guān)人員需要對架空輸電線路的接地情況有很好的的把控，明確架設(shè)目的，確保其實際效果的充分發(fā)揮，從而實現(xiàn)對電力的強力引導(dǎo)作用，能夠緩解雷擊帶來的危害，維護輸電系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的性能不被損壞，保障電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，保障我國電力安全，為國家經(jīng)濟發(fā)展提供一個保障。

4. 結(jié)語

架空輸電是我國長距離輸電中的一個主要方式，通過這個方式的輸電將電力輸送到較遠的地方，相比地埋線有很多顯著優(yōu)點，但是其容易遭受雷擊的缺陷成為其在阿虎電線路的應(yīng)用中的一個極大的阻礙，本研究分析了發(fā)生雷擊對輸電線路的影響過程，從這個方面提出一些防雷措施，并對防雷技術(shù)中接地技術(shù)這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行詳細闡述，從而對其在實際應(yīng)用中能夠達到相應(yīng)的技術(shù)效果得到保障，維護電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，保障國家經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

＊ [1]王欽欽.高壓架空輸電線路避雷措施研究[J].電工技術(shù),2017,04:107—108.

＊ [2]張富碩.輸電線路防雷接地措施的重要性及改進方法[J].低碳世界,2017,11:83—84.