输电线路防雷接地设计与维护措施研究

2016-12-12任海涛

中国新技术新产品 2016年19期

关键词：输电线避雷线避雷针

任海涛

（国网四川省电力公司资阳供电公司，四川资阳 641300）

输电线路防雷接地设计与维护措施研究

任海涛

（国网四川省电力公司资阳供电公司，四川资阳 641300）

电力系统的输电线路处于室外，很容易受到环境因素的影响，特别是雷电天气，输电线路以及线路上安装的设备受到雷击，就会导致线路运行中断。输电线路的良好运行状态是要确保电力系统稳定运行的关键。为了避免输电线路受到雷电的干扰，就要对其进行防雷接地设计，以确保输电线路运行中不会受到雷电的影响而导致线路和设备受到损害。本文针对输电线路防雷接地设计与维护措施展开研究。

输电线路；防雷措施；接地设计；维护

中国地域广阔，不同的地区气候状况都会有所不同。输电线路以长距离电力传输为主，且线路在高压环境下运行，如果处于雷电环境中，输电线路以及线路所连接的电气设备就会受到影响。当雷电在输电线路的周围形成磁场之后，会导致输电线路上所连接的设备产生放电效应，甚至因此而造成输电线路损坏，严重影响到电力系统的正常运行。鉴于输电线路长期处于室外环境中，雷雨天气运行是不可避免的。要确保输电线路在雷电天气时依然处于稳定的运行状态，就要充分认识到输电线路采取防雷接地措施的必要性，做好输电线路防雷接地设计工作，同时还要进行必要的技术维护，以确保防雷接地效果良好。

一、输电线路采取防雷接地措施的必要性

（一）输电线路在雷电环境中容易遭到雷击而引发故障

输电线路由导线、地线、接地装置和绝缘子串等构成。其中，绝缘体是确保输电线路电能传输质量的关键设备。如果输电线路进行防雷接地设计，且即便是采取了防雷措施，但是没有实施有效的维护工作，就会导致输电线路在雷电天气由于雷击而引发跳闸故障，如果此时输电线路正处于运行状态，就会导致电能传输受到干扰。

（二）雷电会导致输电线路过热而引发重大事故

雷电包括直击雷、传导雷和感应雷，其中对输电线路破坏力最强的是直击雷，其所释放的电流，哪怕仅仅持续几微妙，也会在空气中形成电磁波而导致脉冲电压产生。在输电线路附近如果存在这种电磁波，就会通过传输线路与电气设备接触而导致电气设备处于过电压状态下运行。由于过电压导致电气设备过热，就会使得设备产生故障。如果因此而导致输电线路过热而没有及时处理，甚至会引发火灾。受到直击雷的影响，地电位会被抬高，输电线路上所连接的电气设备受到威胁，甚至会危及到人身安全。与直击雷相比，传导雷和感应雷的威胁力是比较弱的，但是击中传输线路或者线路附近的区域，也会因过电压产生通过线路损坏电气设备。

（三）接地设计可以有效地预防输电线路被雷击

当输电线路处于运行状态的时候，由于线路遭到雷击会导致跳闸故障发生，在输电线路的总跳闸事故中超过2/3。要确保输电线路的运行质量，使其因雷电事故而引发的跳闸率降低，就要采取必要的防雷措施，接地设计是输电线路预防雷击的有效措施。输电线路为架空线路，则可以将杆塔充分地利用起来，经过技术处理后使其发挥雷电导流的作用，输电线路得到了保护，而避免发生跳闸事故。输电线路做好防雷接地设计工作，可以提高防雷能力，确保输电线路处于正常的运行状态。

二、输电线路防雷接地设计

要确保输电线路防雷接地设计的科学合理性，就要对输电线路的各项防雷装置进行研究，确保输电线路上所安装的每一个装置经过技术处理后，都能够发挥防雷作用。

（一）避雷装置的设计

输电线路的避雷装置有很多，包括避雷线、避雷针、避雷器等等。这些避雷装置如果在输电线路上合理安装，就会有效地发挥防雷作用。

1.避雷线

避雷线的防雷作用在于对雷电引发输电线路产生的过电流进行分流，使得输电线路的安全系数有所提高。在输电线路的防雷接地设计中，需要在输电线路的导线上敷设避雷线，以使其能够在不同的电压环境下很好地运行。如果输电线路为220kV线路，就要沿着输电线路的全线将110kV的双避雷线构建起来，如果输电线路的电压低于220kV而超过了110kV，设计单避雷线就可以起到防雷接地的作用。对于35kV的输电线路，就不需要在整个的输电线路上安装避雷线了。

2.避雷针

对输电线路防雷接地，常见的防雷装置就是避雷针。与建筑物上所安装的避雷针有所不同，输电线路上所安装的避雷针属于是转移雷电的装置，主要是在雷电天气对击中输电线路的电流起到转移的作用。如果是雷电频繁发生的区域，就需要选用上翘30°的避雷针，在输电线路的两端安装完毕，就要与导线上的避雷针构成了输电线路的防雷设备。

3.避雷器

一些输电线路会采用接地电阻进行防雷。虽然接地电阻起到一定的防雷作用，但是，防雷接地设计普遍趋于理想化而使得防雷设计存在一定的缺憾。进行避雷器设计，就是所选用的电阻避雷器为非线形的，在塔杆上与避雷器并联，当输电线路遭到雷击后，会在串联间隙开始放电，可以避免输电线路上所连接的绝缘子由于线路过热而遭到损坏。这就需要工作人员对输电线路的所处环境深入地了解，以使避雷器所安装的位置能够有效地发挥防雷作用，从而提高输电线路的雷电抵抗能力。

（二）接地电阻的设计

接地电阻就是所有的接地体对地电阻的集合体。电阻的大小是对对接地装置的有效性进行衡量的重要指标。对输电线路的运行起到了一定的管理控制作用，还能够对输电线路以有效维护。对接地电阻进行测量，对地极测接地电阻起到一定的辅助作用，使其性能充分地发挥出来。接地电阻要能够发挥防雷作用，就要促使接地电阻降低。技术处理上，就是根据电流原理，当输电线路的电流降低的时候，电阻也会相应地减小，接地电阻的防雷效果就会提升，此时，输电线路上所安装避雷装置的性能就会有所提升。之所以可以将杆塔的避雷作用充分地利用起来，就是由于塔杆的倒流接地作用使然，随着塔杆的顶电位降低，接地电阻也会相应地降低，有效地提升了接地电阻的防雷能力。

（三）自动重合闸的设计

自动重合闸如果设计合理，也能够起到一定的防雷作用。自动重合闸在实现自动重合的过程中，会在瞬间断电后快速恢复供电，可以有效地避免断电事故发生。也就是说，如果因为雷击而使得防雷装置启动，瞬间的启动可以降低输电线路遭到雷击的几率。由于输电线路可以在短时间内容恢复供电，避免了给客户带来损失。但是，突然断电和瞬间恢复供电，使得输电线路的瞬时电压增大，很容易导致电气设备出现故障。因此需要在输电线路中，对防雷设备进行设计，可以避免电气设备因此而造成损害。在输电线路上安装自动重合阀，可以实现断电与重合闸的自动操作，以确保持续而有效地供电，为电能用户提供满意的服务。

三、输电线路防雷接地技术的维护

（一）对防雷接地装置进行技术升级，以使其防雷效果得以充分发挥

要提高防雷接地装置的防雷效果，就要对防雷接地设计做好维护工作。引进先进技术，对防雷接地装置进行技术升级，可以提高输电线路防止雷击的效果。比如，对输电线路可以采用拉线分流的方法，不仅可以使接地线的导流作用能够充分地发挥出来，而且还会使雷电流入大地的速率有所提高。此外，还可以将杆塔拉线与接地装置并列连接起来，使接地面积扩大，以使雷电能以塔杆为输电通道快速地流入到大地中。

（二）对防雷接地装置进行定期清理，以使装置的能源消耗降低

输电线路的防雷接地装置处于室外，由于装置的表面落有灰尘，就会对设备的绝缘性能造成影响，而增加能源消耗。因此，要对防雷接地装置进行定期清理，同时还要对线路进行检查。输电线路所连接的各种电气设备，包括断路器、防雷接地装置，都要做好管理和维护动作，重视日常清理工作，以确保输电线路能够将自身的性能充分发挥出来，避免由于雷电影响而对影响到输电线路的正常运行。

（三）对输电线路实施管理工作，以确保线路防雷的有效性

输电线路的防雷接地要获得良好的效果，就要对输电线路实施定期检查工作，以使防雷接地中所存在的问题能够及时发现，以及时采取技术解决措施。特别是在雷电天气时，更要对输电线路做好维护工作，必要的时候还要进行全面的检修，以避免雷电天气导致数显线路遭到袭击。