浅析架空电力线路防雷与接地

马雪梅（广元电力设计院，四川 广元 628000）

浅析架空电力线路防雷与接地

马雪梅
（广元电力设计院，四川 广元 628000）

随着我国经济发展水平的不断提高，电力行业得到了显著发展，而电力系统是否安全运行与各种电力线路、电力设备运行密切相关，架空电力线路是构成配电、输电网络的关键线路，该电力网络主要负责电能的供给，是维持电力运行稳定的重要基础。但是，雷击跳闸的现象非常多，将使变压器、线路绝缘子遭到破坏，使配电、输电的安全性降低。

架空电力线路；防雷接地线路；电力系统运行

在电网中，架空输电线路是非常重要的组成，由基础杆塔、架空地线、导线以及各种光缆、金属附件、接地装置组成。其中，导线一般都安装在地面杆塔上，主要作用是实现电能的传输。通过各项调查研究显示，架空输电线路出现接地故障引起跳闸的原因非常多，有一半以上的跳闸是由雷击引起的。为此，深入分析雷电的危害，并制定出相应的架空电力线路防雷策略显得非常重要，而要想使电力线路得到保护首先要做好接地处理。通常来说，电网中的塔杆接地装置能够在雷电发生时将雷电引入到地面，但不会对线路绝缘设备造成危害，能够最大限度的将线路跳闸发生率降低。下面就对架空电力线路防雷与接地相关问题进行具体分析。

一、架空电力线路出现雷击与跳闸的原因

相关统计数据显示，造成架空线路故障的原因较多，在众多导致架空电力线路出现故障的因素中，雷击引起的跳闸所占比例非常高，为40%～60%。而架空电力线路往往受多种因素影响遭受雷击，主要因素为：杆塔的接地电阻影响、存在的架空地线、雷电强电流等。

在架空电力线路遭受雷击以后，主要呈现出两种形式，分别是：

雷电的直击形式：在产生雷击时，受雷击影响的地面会出现超强的电磁感应，这种感应逐渐增强会产生非常多的感应电压，这种雷电感应电压的强度非常大，危险性较高；此外，雷电直接击中电力线路，也会产生雷过电压。通过各项实验显示，雷过电压如果是直接击中产生的，将引发整个电力系统出现故障。

架空电力线路遭受雷电绕击：一般来说，架空电力线路遭受雷击与很多因素有关，其中，雷点绕击就是一个重要原因，此外，地面与塔杆之间的角度、导线与雷线的保护夹角、线路运行路径、自然环境等都会对其产生影响。在高山上的架空电力线路更容易遭受雷电绕击，而平原发生几率则较小，这是因为山区的架空线路在架设当中会有非常大的幅度与跨度，并且线路耐电性非常低。此外，山区的雷电活动较多，雷电活动越强烈，线路就越容易遭受雷击。

雷电的反击闪络：如果出现了非常强的雷电，电流量将非常大，并会沿着避雷针等防雷设备的塔体接地，引线、接地体以及其他金属连接物中的导线中会产生较强的电压，最终成为过电压，在与周围金属物连接时会出现强烈的电位差。一旦逐渐升高的电位以及导线产生的过电压伏数超过了绝缘闪络的电压值时，接地塔杆与导线间将形成闪络。

二、架空电力线路的防雷方式

通过以上三种雷电侵袭形式的论述，在采取防雷措施时也要有针对性，可以从以下几个方面入手：

首先，在发生雷电直击前，要在架空线路上安装避雷针，并沿着线路进行安装；防雷电闪络的措施是在线路上加装绝缘电阻，也可以将接地电阻适当降低；电弧的防建也是非常重要的，要采取必要的措施防止在发生闪络后建立不稳定电弧的现象；做好防停电工作，采取相应的措施确保电力能持续供应，并且在建立了工频电弧以后也要有电力供应。下面对上述手段进行具体论述：

（一）架设避雷针

在架空线路防雷电中，避雷针的架设是非常重要的手段，能够防止雷电沿着塔杆流经整个线路，防止出现过大电流；此外，能够将导线的耦合作用屏蔽。如果架空线路出现了电压过高现象，安装避雷针也能够解决这一问题。并且，避雷针的安装成本较低，比较实用，将使雷电的绕击发生率降低，在安装设计时要充分考虑到避雷针与线路的间距，还要将杆塔适当的提升到一定高度。

（二）提高架空电力线路的绝缘效果

要想使线路的绝缘性能提升，就要提升线路的耐电度。可以将杆塔上的绝缘子数量增加，能够使绝缘子串中的闪络冲击电压值大大提高，并且增加了线路的耐雷电效果，能够最大限度的控制跳闸率。此外，也可以使用差异绝缘法，在同一个塔杆上面的三相绝缘性能是不同的，最下面的绝缘子比上面的多，这样，在出现了雷击时，导线的绝缘体会最先穿透，雷电会沿着塔杆进入到地面，能够防止出现双相闪络现象。

（三）安装自动式的重合闸装置

通过各项数据调查显示，因为雷电造成的线路闪络，跳闸能够自动重合，其绝缘性能会自动恢复。为此，可以在架空线路上安装自动重合闸装置，将瞬间的雷电故障解除，增强了线路的稳定性与安全性。我国很多110kV以上的架空电力线路在安装上自动重合闸以后重合闸成功闭合几率非常高，最高能够达到40%～80%左右。而30kV以下的电力线路成功率也非常高，使其成为了一种非常重要的防雷手段。

（四）安装线路型的避雷器

上面已经对普通避雷器安装以后的防雷效果进行了分析，而使用普通的避雷器，不能将发生雷击以后线路中的过电压全部排出，余下的电流也会成为非常大的隐患。在雷电多发地区的线路中安装避雷器能够使全部电流全部流入到大地。如果雷击过电压强度较大，在超出了避雷器的防护范围以后，避雷器能够为线路提供一个通路，这个通道能够阻抗电流流向大地，线路电压升高就会非常困难，有效了保证了设备以及线路安全。

（五）增加耦合地线

为了使线路减少雷电侵袭，可以在导线的最下方设置一条耦合的地线，这条耦合地线起到的作用为耦合与分流，还能够将接地的电阻降低，能够使线路绝缘子上的电压最大限度的降低。低于一些低压线路，接地方式都会选择使用消弧线圈的形式，能够使雷击引起的单相接地故障彻底消除，还能使短路故障或者是跳闸故障消除。这是因为地线如同是闪络的导线，能够大大增强耦合作用，使绝缘子上的电压值降低，不会发生突然的跳闸现象，提高线路的耐雷电水平。

三、线路接地设计方法

架空电力线路杆能否有效接地会对雷害防护能力产生重要影响，对于维持电力系统安全、稳定运行有关键性作用。通过各项实验显示，将杆塔的接地电阻降低，能够最大限度的提高线路耐雷水平，防止出现过于严重的跳闸现象。

（一）及时做好塔杆的接地设计

在选线的初期阶段，要对架空线路的布设情况、雷电发生的频率等进行实地调查，尽量不要在雷击发生率高的地段设计，要尽量将设计方案进行优化、使设计方案能够更加合理、科学；此外，要做好勘探测量工作，主要对线路杆上的电阻值进行测量，能够为接地装置的设计与安装提供必要的资料。最后，要按照实际的勘测情况对各项数据进行检验与计算，最后按照方案绘制出设计图纸。

（二）将接地电阻适当的降低

如果架空的电力线路存在电阻值低的问题，接地可以采用拉线与杆塔相连接的方式。但如果架空线路布设地区中的土壤电阻值高，则可以采用土壤更换、外引接地、复合接地等方式。为了使塔杆的冲击力电阻值减小，要使用加长接地极方式。

（三）应用降阻剂

除了使用上述接地方式以外，还可以应用降阻剂使接地装置得到改善，对于经常受雷击的杆塔以及线路，为了能够使电阻值达到要求，应用降阻剂是非常有效的。随着电子技术的飞速发展，降阻剂的更新速度较快，使用效果也有所提高。在接地系统中对降阻剂进行合理利用，能够使接地电阻降低。并且，降阻剂能够迅速的渗透到土壤中，使大部分接地电流得到分散。为此，降阻剂适合在一些山区岩石较多的地方使用。

结语

鉴于架空电力线路布设时受地形、自然环境等影响较大，其电网结构相对复杂，受线路绝缘效果的影响，雷击造成的跳闸现象将逐渐增多，造成故障的发生率明显提升，为电力系统安全运行带来了阻碍，容易为生产、生活造成不良影响。本文主要分析了雷电发生对架空线路的危害，并制定了一些防雷措施，这些防雷措施对于维护架空电力线路稳定性与可靠性具有重要意义，并在最后探讨了接地方式，为架空线路防护提供了依据。

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