輸電線路防雷接地設計的問題與改進方法探討

摘要：輸電線路一般都是在室外，經常受到臺風、雷電以及大雨等多方面的自然氣象條件直接影響，從而給電力系統運行帶來不穩定的影響。雷電是造成輸電線路故障昀主要的因素之一，會使輸電線路出現燒毀或者短路現象，產生雷擊跳閘等事故;由于雷擊的電流很強大，在輸電線路上將產生遠高于線路額定電壓的“過電壓”，甚至會對電力系統內相關設備造成較大的損害，因此加強防雷接地設計及維護，能夠減少或防止此類問題發生。

關鍵詞：輸電線路;防雷接地設計;問題;改進方法

1輸電線路采取防雷接地措施的必要性

1、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。

2、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昀強的是直擊雷，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。

3、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。

2輸電線路防雷接地設計的問題

2.1土壤電阻率高

由于電力需求范圍大，我國輸電線路覆蓋的面積非常廣，因此，部分輸電線路建設在山區、巖石區等電阻率較高的地區，輸電線路防雷接地設施的運行，主要依靠避雷裝置與接地裝置相連，在輸電線路遭受雷擊時，將電流傳導大地中，從而避免雷擊產生的破壞，但是電阻率較高的土壤環境容易阻礙電流的傳導，降低防雷接地裝置運行的可靠性，使輸電線路的安全運行無法得到保障，所以，在輸電線路防雷接地設計中普遍存在土壤電阻率高的問題，設計人員可以通過深入分析問題并采取相應措施，來保證電力系統的穩定運行。

2.2接地方式不合理

現階段，隨著輸電線路避雷接地技術的不斷發展，接地的方式也越來越多，但是由于設計人員對輸電線建設地點情況的掌握不夠全面、考慮不夠周到以及部分設計人員專業技術水平不足，導致了在輸電線路防雷接地設計上，接地方式的選擇不合理，無法滿足工作要求，使雷電電流不能可靠的導入大地中，造成桿塔頂電位升高，對線路進行反擊，因此在輸電線路的設計中可能會出現接地方式不合理的設計問題，降低了防雷接地設施的建設效果，使電力系統在運行過程中出現潛在的風險，不利于電力企業的穩定長遠發展。

2.3特殊區域防雷接地設計問題

由于地理條件的特殊性，一些地區的輸電線路遭雷擊的可能性較大，比如不良導電土質與良導電土質的交界地區、土山頂部、山谷風口處等等，這些地區在雷雨天氣時，容易出現輸電線雷擊事故，這不僅降低了當地供電的穩定性，而且輸電線路設施的頻繁損壞也加重的電力企業的經營風險，因此在特殊地區設計人員需要綜合考慮地形因素，加強防雷接地設施的運作效果，但現階段，部分設計人員對于輸電線路建設地區的情況掌握不充分或缺乏相關的專業知識，導致目前的輸電線路防雷接地設計中依然存在特殊區域防雷接地設計問題，影響了電力企業的穩定發展。

2.4絕緣水平不足

在輸電線路中，絕緣子是保證其絕緣水平的重要因素，在雷雨電氣中，雷擊會導致線路的地阻抗上出現非常高的電位差，導致輸電線路中的絕緣子出現閃絡現象，嚴重的情況下，雷電可能會直接將絕緣子擊穿，導致避雷接地設施無法發揮自身的效果，使電力系統中的設備遭到破壞，同時容易造成大范圍的停電，影響電力企業供電的穩定性，并引發安全事故，對群眾的生命財產造成危害，因此，在現階段的輸電線路防雷接地設計中，可能會出現絕緣水平不足的設計問題，降低了輸電線路整體設計的可靠性，不利于電力企業的長遠、穩定發展。

3防雷接地技術設計方案

3.1優化防雷設計

進行防雷接地的設計中，通常看到使用的避雷設備是避雷針、避雷帶、架空地線以及避雷器等，屬于雷電接收裝置，主要是直接或間接接收雷電。如果雷電接收裝置功能能夠被運用恰當，就可以發揮出其主要的防雷性能，將雷電吸引接收并使雷電流導入大地，對線路中的地線（避雷線）分流也能實現，提高整體的安全性能，習慣不一樣的電壓環境。通常輸電線路 110kV及以上電壓等級線路設計按雙避雷線進行建構，110kV以下電壓等級的線路就可以運用單避雷線設計，以此要全面發揮出其線路的防雷接地的重大作用。進行避雷設計中，運用的電阻避雷器通常屬于非線形，以此實現避雷器和塔桿的相互關聯，防止線路過于太熱的情況發生，就需要讓工作人員對這項工作的重視，必須保證避雷器的優化，提高線路對雷雨災害的抵御技能。

3.2提升接地電阻的性能

設計人員要對接地電阻的具體情況深入分析，這也是為了保證接地裝置等設備正常運作。接地電阻是接地體的對地電阻之和，可以作為衡量接地裝置效率的參考標準。接地電阻的質量水平直接關系到接地裝置的水平質量，維護輸電線路正常工作。根據接地電阻的測量監控能夠發揮出接地電阻主要的防雷性能，為了可以實現此目的，需要在實際的運作過程中，對接地電阻的數值進行有效控制。

3.3優化自動重合閘設計模塊

根據實際調查顯示，自動重合閘方案的優化是可以有效提高輸電線路防雷的作用。自動重合過程中實現了對供電的迅速恢復，可以有效減少雷擊跳閘后停電這種事故發生。如果期間遭受雷擊的狀況，防雷裝置就會自動開啟，會使輸電線路被雷擊中的概率大大降低，如果遭受雷擊造成跳閘，自動重合閘裝置就會開啟，可以在超短的時間里使供電快速恢復，消除瞬時性故障，確保持續供電，防止給客戶所造成的損失。

結束語

做好輸電線防雷接地設計是確保電力系統正常運行的重要因素。在設計過程中，防雷接地設計往往會出現缺乏可靠性、運行中有風險、容易受區域影響、絕緣子故障等問題，因此設計人員可以通過降低塔頂電位、保證設計方案的有效性、綜合區域情況設計、合理設計絕緣子來優化輸電線路防雷接地設計。

參考文獻

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作者簡介：于翔（1988.6-），男，漢族，內蒙古呼倫貝爾，碩士研究生，工程師，研究方向：輸電線路運維與檢修，電力工程安全風險管理。