架空输电线路防雷与接地的设计探析

张冯硕

摘  要：架空输电线路是电力供应所采用的最主要的输电方式，在电力系统中起到非常重要的作用。但架空输电线路通常设置在露天环境中，容易受到雷击等气候条件的影响，使得架空输电线路出现雷击跳闸的事故，导致输电线路无法正常运行，相应的电力系统也受到一定影响。对此，文章将重点分析架空输电线路防雷与接地的设计，希望对于架空输电线路防雷击有所助益。

关键词：架空输电线路;防雷;接地;设计

中图分类号：TM862     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）36-0012-01

在社会经济不断发展的今天，人们的生产生活中用电越来越多。此情况下，为满足广大人民群众的用电需求，输电线路就要朝着大型化、高空化的趋势发展。想要达到这一目的，需要优化架空输电线路。从目前架空输电线路运行情况来看，的确有很多优点，如成本低、易检修、易施工等。但其设置在露天环境中，容易遭到雷击，使其无法正常运行，降低架空输电线路的应用性。所以，优化设计架空输电线路防雷与接地，提高架空输电线路防雷击性能，使其长期安全、稳定、高效的运行。

1  架空输电线路雷击情况分析

1.1  架空输电线路雷击跳闸的分析

通常，架空输电线路雷击跳闸主要表现为两种形式。①雷电直接击中架空输电线路或其杆塔，在输电线路内产生电压，使线路电压加大，增加线路电阻，促使线路的安全性和稳定性受到威胁。②雷电在架空输电线路附近产生作用，形成电磁感应，使输电线路受到电磁干扰，如此输电线路必然会受到影响，使线路跳闸[1]。

1.2  导致架空输电线路雷击跳闸的原因分析

综合分析架空输电线路雷击跳闸的情况，可以确定导致此种情况发生的主要原因是：

①自然因素。通常架空输电线路设置在露天环境中，会受到各种自然环境的影响。尤其是我国各个地区自然环境差异较大，设置在不同地区的架空输电线路容易受到不同环境、不同地质条件的影响，使架空输电线路安全性、稳定性、有效性降低。②架空输电线路的设计因素。一些电力设计单位在架空输电线路设计中出现勘察不到位、设计过于理想化、细节规划不合理等情况，均会影响架空输电线路的具体应用，使其容易遭受雷击等情况发生。③架空输电线路的施工因素。架空输电线路的施工，需要结合实际情况、施工图纸以及施工要求，规范、合理的展开施工。但一些施工人员在架空输电线路施工过程中，如若出现填土不规范、接地装置不合理、施工细节处理不佳等问题，导致架空输电线路设置不佳，容易遭到雷击等其他情况出现[2]。

2  架空输电线路防雷与接地的设计

为了切实有效的避免架空输电线路雷击情况的出现，规范、合理的进行架空输电线路防雷与接地設计，优化架空输电线路，如此才能尽可能的避免输电线路遭雷击，提高输电线路运行效果。

2.1  架空输电线路的防雷与接地技术

2.1.1  耐雷水平和雷击跳闸率

我国对于输电线路的防雷水平，主要是使用耐雷水平和雷击跳闸率作为标准。而线路绝缘能承受的最大直击雷电流幅值就是耐雷水平，其计算表达式为：

I■

式中：k表示为耦合系数;β表示为分流系数;L■表示为杆塔等值电感;h■表示为线路对地高度。

而对于雷击跳闸率的计算，则是利用以下公式：

n1=ngδηP1;n2=ngPaηP2

式中：δ 表示为击杆率;η表示为建弧率;Pa  表示为线路绕击率。

利用以上耐雷水平和雷击跳闸率公式来计算架空输电线路的耐雷水平和雷击跳闸水平，为优化设计架空输电线路防雷与接地创造条件。

2.1.2  接地电阻

接地电阻也是判断架空输电线路防雷性能的重要指标。因为接地电阻能够相对准确的表现金属接地电阻和散流电阻。而金属接地电阻又是架空输电线路中冲击电流与电压共同作用而形成;散流电阻则是雷电波形和幅值变化而形成的。对架空输电线路进行金属接地电阻和散流电阻测量，便可以了解架空输电线路接地电阻，以此为依据来合理设计架空输电线路，可以大大提高输电线路的安全性和稳定性[3]。

2.2  架空输电线路的防雷与接地设计

2.2.1  架空输电线路的防雷设计

对于架空输电线路防雷设计而言，其需要从根本上解决雷击跳闸率的问题。因此，所落实的具体设计工作包括：

①优化设计避雷线的设计。架空输电线路中合理设计避雷线，可以在一定程度上预防输电线路遭受雷击的可能。就以往架空输电线路避雷线设置情况来看，架空输电线路避雷线应用效果与杆塔高度、保护角大小有关。因此，在具体设计架空输电线路的避雷线时，应当结合实际情况，合理设置杆塔高度、保护角的角度，以便优化使用避雷线。②安装自动重合闸保护装置。在架空输电线路上安装自动重合闸保护装置是一种比较安全的防雷设计。但要想使此装置充分发挥作用，则需要了解当地雷击情况，进而合理安装和调试自动重合闸保护装置，促使其能够在雷电闪络之后自动进行重合，使输电线路快速恢复正常，促使输电线路良好运行。③加装耦合地线。为了尽可能的避免架空输电线路出现雷击跳闸的情况，加装耦合地线也是一种非常有效的办法。加装耦合地线的具体措施是在架空输电线路经常发生雷击跳闸的位置，增加耦合地线，使其在架空输电线路运行中发挥耦合作用和分流作用，适当的减少输电线路线的接地电阻，使其对输电线路的影响较小，提高架空输电线路的安全性、稳定性，为防范雷击创造条件[4]。

2.2.2  架空输电线路的接地设计

对于架空输电线路接地方面的设计，则要注意以下几点。①做好架空输电线路杆塔接地的设计。因架空输电线路杆塔接地情况对架空输电线路防雷击性能有一定影响。为了避免架空输电线路遭到雷击，在设计架空输电线路杆塔接地时，工作人员应当对设置架空输电线路的区域进行沿线雷电活动情况的调查，掌握雷击频发地段，进而合理规划架空输电线路杆塔的设置方案。与此同时，工作人员还要对线路杆位的土壤电阻率进行逐级测量，获得准确的线路杆塔的土壤电阻率值，为合理设计杆塔提供依据。②适当降低输电线路接地电阻。架空输电线路接地电阻控制不当，会对整个输电线路的运行造成一定不良影响。在架空输电线路防雷与接地设计中，应当注意适当降低架空输电线路接地电阻。具体的做法是根据架空输电线路所在区域土壤电阻率情况，合理选用接地方式，如放射形接地方式、连续伸长接地体方式、外引接地方式等。在此基础上，合理进行输电线路接地，提高输电线路的安全性和稳定性。③正确使用降阻剂。架空输电线路防雷与接地设计中，还要注意控制降阻剂的使用。为了使降阻剂在架空输电线路中发挥作用，在设计降阻剂应用的过程中，需要了解架空输电线路接地情况以及线路接地所要达到的目的，进而合理设计降阻剂，促使其可以适当增加分散电流范围[5]。

3  结  语

综合当前我国架空输电线路运行情况来看，架空输电线路的有效应用，为促进电力系统良好供电提供了条件。但设置在露天环境中的架空输电线路容易遭到雷击，引发雷击跳闸事故，使输电线路无法正常运行，影响电力系统供电。对此，应当对架空输电线路防雷方面和接地方面予以优化設计，提高架空输电线路防雷性能，所以，应该优化设计架空输电线路防雷与接地。

参考文献：

[1] 温柳新.架空输电线路防雷与接地的设计[J].新建设：现代物业上旬刊，

2012，（8）.

[2] 凌坤.架空输电线路防雷接地设计探讨[J].大科技，2014，（27）.

[3] 刘庭磊.架空输电线路防雷与接地设计研究[J].数字化用户，2014，（14）.

[4] 赵振华，王宇.架空输电线路防雷接地的设计探讨[J].数位时尚（下半月），

2014，（5）.

[5] 杨雨来，钱归.架空输电线路的防雷设计和接地设计[J].商品与质量·

理论研究，2014，（6）.