架空输电线路防雷与接地技术研究

2016-11-30余叶波

科技传播 2016年18期

关键词：降阻剂杆塔雷电

余叶波

国网福建罗源县供电有限公司，福建福州 350600

架空输电线路防雷与接地技术研究

余叶波

国网福建罗源县供电有限公司，福建福州 350600

在长距离电力传输中，架空线路是最为常用的线路架设方式，在电力系统中发挥着不容忽视的作用。不过，架空输电线路由于跨越距离长，运行环境相对复杂，加上露天架设的形式，很容易受到雷击的影响，引发设备损坏或者雷击跳闸等事故，影响线路的正常运行。基于此，本文结合雷击对于架空输电线路的危害，分析了相应的防雷和接地技术，希望能够为架空输电线路的运行安全提供一些参考。

架空输电线路；防雷接地；技术措施

工业化进程的加快，使得社会对于电力的需求不断增大，电网工程不断完善，输电线路也开始朝着高空化、大型化的方向发展。输电线路的敷设包括了架空线路和地埋线路两种，不过地埋线仅仅适用于短距离电力传输，在长距离输电方面仍然是以架空线路为主，而架输电空线路露天设置的环境使得其很容易造成雷击的影响，如何对雷击危害进行有效的预防和应对，是电力技术人员需要重点关注的课题。

1 雷击对于输电线路的危害

雷击对于输电线路产生的危害是极其严重的，一是会在电网中产生巨大的冲击电压，从而导致设备绝缘层击穿，产生短路和放电现象，严重的甚至可能会引发爆炸；二是会导致设备元件的损坏，从而引发闪络、断电等事故，影响人们的正常用电；三是雷电流侵入到配电设备或者电器线路中，引发火灾，威胁人们的生命财产安全；四是在雷击作用下，静电流的电磁感应会引发交变电磁场，导致电气设备局部发热，造成设备烧毁甚至引发火灾。因此，在架空输电线路的架设过程中，应该充分考虑线路的防雷接地问题，以确保电力网络的安全稳定运行。

2 架空输电线路防雷技术

在进行架空输电线路防雷设计时，需要首先分析其耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平是指线路绝缘所能够承受的最大直击雷电流幅值，雷击跳闸率则是线路在遭受雷击时发生跳闸的概率，通过相应的公式结算，可以把握线路的防雷水平，从而为优化线路设计提供良好的数据支撑[1]。

2.1合理选择路径

对架空输电线路的路径进行合理选择，是提高线路防雷水平的重要措施。在对线路进行架空敷设时，应该合理规划线路布局，尽可能在不增加线路长度的情况下，避开恶劣环境，选择雷击较少的区域。

2.2架设避雷装置

避雷线是最为常用的线路避雷技术之一，能够在一定程度上降低线路遭受雷击的可能性。结合以往经验分析，在对避雷线进行设置时，需要关注保护角的大小以及杆塔的高度，从实际情况出发，确保避雷线的作用能够得到有效发挥。一般情况下，考虑雷电绕击的情况，应该将避雷线的保护角设置为20°～30°左右。如果架空线路经过山林地区，杆塔所处位置较高，不仅更容易受到雷击的影响，而且其所处的电磁环境也更加复杂，在这种情况下，需要在线路杆塔横担两侧设置侧向避雷针，能够非常有效的预防绕击过电压。另外，需要将接地引下线与杆塔的接地体连接在一起，保证线路在遭受雷击后，与避雷针连接的接地引下线能够将雷电电流引入到大地中，实现对于线路和杆塔的保护。

2.3安装自动重合闸保护

自动重合闸保护装置可以在线路因故障跳开后，按照实际需要自动投入的一种保护装置，可以有效提高供电的可靠性，增强线路的送电容量，提高电力系统的暂态稳定水平。将其应用于架空线路中，可以作为一种非常有效的防雷措施。不过，要想使得自动重合闸保护装置的作用得到充分发挥，需要了解沿线雷击状况，对装置进行合理安装和调试，确保其能够在出现雷电闪络后，自动恢复供电。

2.4设置耦合地线

耦合地线的设置能够最大限度地避免架空输电线路出现雷击跳闸的问题，在实际施工中，需要首先明确架空输电线路中容易出现雷击跳闸问题的位置，在此位置设置相应的耦合地线，确保其能够在线路运行中发挥分流和耦合作用，减少输电线路的接地电阻，降低过电压，进而提升架空输电线路运行的稳定性和安全性。

2.5降低杆塔接地电阻

无论是对于哪一等级的输电线路，其耐雷水平都与接地电阻成反比关系，因此，通过降低接地电阻的方式，能够有效提升线路的耐雷水平，预防雷击危害。而想要降低杆塔接地电阻，比较常见的方式包括自然接地、人工接地、引外接地以及放射性接地等，需要线路施工人员结合具体情况进行选择[2]。

3 架空输电线路接地技术

接地技术主要是通过控制接地电阻的方式来提升线路的综合防雷性能，其能够比较准确的反应金属接地电阻和散流电阻，前者是架空线路中电压与冲击电流共同作用的结果，后者则是雷电波形与幅值变动所形成的，通过对金属接地电阻和散流电阻的测量，能够得到架空输电线路的接地电阻，从而实现对架空输电线路的优化设计。

3.1做好杆塔接地

在架空输电线路中，杆塔自身的接地情况直接影响着线路整体的防雷性能，需要得到足够的重视。为了尽可能减少线路遭受雷击的概率，在对线路杆塔进行接地设计时，技术人员应该做好沿线环境以及气候条件的调查工作，分析雷电活动分布的区域以及雷击发生的频率，对输电线路杆塔进行合理布局和设置。不仅如此，还应该对杆塔所处区域的土壤电阻率进行测量分析，得到准确的数值，为杆塔的接地设计提供可靠的参考依据。

3.2降低接地电阻

如果缺乏对线路接地电阻的有效控制，则不仅会影响线路的防雷水平，同时也会影响线路的正常运行。对于技术人员而言，在对架空输电线路进行防雷接地设计时，应该重视接地电阻的控制。在实际施工中，主要是根据架空输电线路所处区域的土壤电阻率，对接地方式进行选择，并以此为基础，做好输电线路的接地设计，进一步提升线路的稳定性和安全性。例如，在土壤电阻率较高的地区，可以设置垂直接地极，对干燥土壤环境下杆塔的接地不良问题进行改善。如果是水泥杆塔，垂直接地极与杆塔的距离为3m～5m，而如果是铁塔，则应该将距离延伸为5m～8m。

3.3使用降阻剂

在对架空输电线路进行接地设计时，还应该正确使用降阻剂。降阻剂是一种包含了多种成分的导电体，将其设置在接地体与土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密连接在一起，提供足够大的电流流通面，另一方面可以向周围土壤渗透，降低土壤电阻率，进而在接地体周围形成一个变化相对平缓的低电阻区域。降阻剂的使用，不仅能够提高架空输电线路的防雷水平，还可以减少接地体的施工量，节约金属材料，具有长效性和稳定性的特点。而在对降阻剂进行使用的过程中，设计人员必须了解架空输电线路的接地情况，同时明确线路接地所要达到的目的，以确保降阻剂功能的充分发挥[3]。