刍议220kV高压输电线路的防雷设计

白阳

摘 要：在经济的不断发展过程中，电力资源起到了至关重要的作用，是我国社会生产生活正常运转的保障。随着电力资源需求的不断上涨，也给电力系统的运行可靠性提出了巨大挑战。220kV高压输电线路作为电力资源输送的关键部分，能够保障电网安全稳定运行。但是，在220kV高压输电线路投入运营后，容易受到雷电的影响，导致220kV高压输电线路出现故障。因此，应该不断完善220kV高压输电线路的防雷设计，减轻雷电造成的影响。本文将通过分析220kV高压输电线路防雷设计存在的问题，探索220kV高压输电线路的防雷设计策略。

关键词：220kV；高压输电线路；防雷设计

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0169-02

在新时期现代化的建设过程中，用电量急剧上涨，这对于电力系统的运行状况提出了更高的要求。电网企业也意识到电力系统在社会生产生活中的重要性，积极完善电网架构体系，应用先进的技术手段提升电力系统的安全性与可靠性，在保障社会用电的同时，能够应对激烈的市场竞争，保持强大的发展活力。220kV高压输电线路的稳定运行，是保障将电力资源安全输送至社会各领域的基础和前提。在220kV高压输电线路的维护管理过程中，最重要的一项工作就是防雷设计。这是因为220kV高压输电线路多设置在野外，在常年运行中容易受到雷电的影响，严重时会导致整个220kV高压输电线路的瘫痪。因此，不断完善220kV高压输电线路的防雷设计，对于企业和社会具有现实意义。

1 220kV高压输电线路雷击全过程分析

1.1 雷击的产生

在夏季多雨期，雷电的发生比较频繁，虽然放电时间较短，但是产生的电流却能够达到20A。当如此之高的电流作用于220kV高压输电线路时，如果不采取相应的防雷措施，就会对线路造成严重的损害，影响其正常工作。

220kV高压输电线路材料为金属材料，架空结构的设计使得在雷电天气会有感应电流产生。供电线路受到感应电流影响后，可能会对相关设备造成严重的损害，影响220kV高压输电线路的正常运行，对社会生产生活造成损失的同时，也存在一定的安全威胁。阀型避雷设施已经被广泛应用于220kV高压输电线路之中，但是由于某些避雷设备存在较高的残压，这就会导致暂态过电压发生在220kV高压输电线路中。

1.2 感应电流的产生

感应电流会在雷电天气时出现在220kV高压输电线路上，自由移动负荷因为云层和大地之间的放电而大量存在于220kV高压输电线路中，雷电冲击波会移动至220kV高压输电线路两端，感应电流会由于移动自由电荷的存在而产生。雷电感应电压就会由于线路电阻与感应电流的存在而出现，对于220kV高压输电线路的正常运转造成影响[1]。

1.3 雷击侵害的产生

首先，由于雷电的存在，导致220kV高压输电线路上产生过电压，这是雷击对于220kV高压输电线路造成侵害的首要阶段。其次，闪络现象会发生在220kV高压输电线路中，也会对输电线路造成侵害。再其次，220kV高压输电线路呈现为工频电压状态。最后，由于上述阶段雷击的综合作用，使得220kV高压输电线路出现跳闸的状况，使得整个电力系统出现瘫痪。

反击破坏会导致次生性危害发生在220kV高压输电线路中，这是由于避雷设备遭受雷击，使得避雷设备无法正常工作，出现短路的状况。当反擊破坏发生时，会导致断线的状况发生，出现大面积的电力事故。

2 220kV高压输电线路防雷设计存在的问题

2.1 雷击具有一定的随机性

作为一种自然现象，雷电的发生具有一定的随机性，当夏季来临时，我国很多地区会成为雷电频发区，对于220kV高压输电线路造成一定的影响。虽然天气预报能够在一定程度上对雷电天气做出预测，但是不能够及时为220kV高压输电线路的保护提供依据，导致220kV高压输电线路的防雷设计准备不够充分。雷电的随机性，会导致闪络类型的分析受到影响，不能够采取合理的防雷设计方案。

2.2 设备焊接问题

在220kV高压输电线路中，高压设备的焊接工作非常关键，这是保障电力输送连续性的重要环节。但是在高压设备的焊接过程中，往往存在焊接点质量不高的问题，如果工作人员没有及时对220kV高压输电线路进行检查维护，那么跳闸现象就会发生在220kV高压输电线路中，影响整个电力系统的正常运转，造成大面积的电力事故。在安装高压设备时，通常会出现接地体焊接长度过短或者深度较浅的问题，这就会导致跳闸事故的发生，影响电网正常工作的同时，存在着一定的安全隐患。

2.3 防雷设计缺乏专业性

在进行220kV高压输电线路防雷设计的过程中，需要专业人员利用专业基础进行设计，还应该对线路所经地区的地形地势和气候状况等进行调查，深入了解周围环境，这是保障防雷设计有效性的重要基础。但是在很多220kV高压输电线路的防雷设计中，设计人员缺乏专业知识和技能，也未对线路所经过地区自然环境进行有效勘察，导致防雷设计不能够符合线路的防雷要求，导致在雷电发生后对220kV高压输电线路造成严重损害，影响整个电网的安全运行。很多设计人员在设计时，往往是按照以往的经验进行方案的制定，没有考虑到线路所经地区的土壤电阻率和接地电阻，导致设计方案不符合实际情况，防雷设计不能够对220kV高压输电线路起到应有的保护作用[2]。

2.4 接地电阻过高

在220kV高压输电线路投入运行后，应该对其进行定期检修和维护，保障高压设备的正常运转，及时发现其中存在的损坏情况和故障情况，以便维修或者更换。但是，在很多220kV高压输电线路的常年运行中，工作人员未对其进行检查维护，导致接地装置在自然环境的作用下发生腐蚀，导致接地电阻的升高。220kV高压输电线路的运行安全性和稳定性，会因为接地电阻的升高而受到影响，尤其是在雷雨天气时，会增加220kV高压输电线路遭受雷击的概率。220kV高压输电线路架杆放置的电极不标准或者出现腐蚀状况，也会很容易受到雷电的影响，造成设备和线路的损毁。

3 220kV高压输电线路的防雷设计策略

3.1 安装绝缘子

由于很多220kV高压输电线路杆塔的高度较高，因此在雷雨天气中就会容易受到雷击，但是较高的杆塔又是很多线路中必不可少的重要设备。因此，应该注重杆塔的防雷设计，保障220kV高压输电线路的安全运行。在杆塔中增加绝缘子串片，是一种比较有效的方式。悬式大爬距绝缘子，在杆塔的绝缘中应用十分广泛，能够使得杆塔顶部空间增大。在进行绝缘子设置时，应该根据杆塔高度的不同选择不同数量的绝缘子。一般情况下，当杆塔高度在40m以上时，高度每增加10m，增加一个绝缘子；当杆塔高度在100m以上时，应该结合设计经验，保障绝缘子数量能够充分发挥绝缘作用。

3.2 使用自动重合闸

当跳闸故障发生在220kV高压输电线路时，快速游离现象会由于冲击闪络的工频电弧的出现而产生，严重时引起220kV高压输电线路的瘫痪。因此，应该将自动重合闸安装于220kV高压输电线路中。单项重合闸的应用，能够有效应对单相闪络的状况，保障中性点接地电网的安全与稳定。通过自动重合闸的使用，能够有效避免雷电对电力设备造成的损害，保障电力输送的持续性与安全性[3]。

3.3 设置耦合地线

为了实现接地电阻的降低，采用降低220kV高压输电线路杆塔高度的方式，能够在一定程度上提升防雷能力。但是在很多220kV高压输电线路的建设中，由于外界因素的限制，无法降低杆塔的高度，这时就需要设置耦合地线，优化220kV高压输电线路的防雷设计。避雷线和导线之间的偶和作用，能够因为耦合地线的设置而增加，实现绝缘子串电压的降低。雷电流的分流也能够通过耦合地线的设置来实现，有效保障220kV高压输电线路的稳定运行。

3.4 安装管型避雷器

高电压和绝缘缺陷的状况，会在雷击作用于220kV高压输电线路时发生，严重影响220kV高压输电线路的正常运行。可以通过安装管型避雷器的方式，实现220kV高压输电线路的保护。零建弧率能够由于管型避雷器的安装得以实现，避免在雷击时冲击闪络发生在220kV高压输电线路上。在高压线路和通信线路的交叉部位、避雷线杆塔和进线保护、换位杆塔等位置，应该根据实际情况进行管型避雷器的合理设置，实现220kV高压输电线路的有效保护。

3.5 设置消弧线圈

将消弧线圈设置于接地电阻较高和雷电频繁的路段，能够有效降低雷电对220kV高压输电线路的影响，提升220kV高压输电线路运行的可靠性。当雷电作用于220kV高压输电线路二相和三相时，消弧线圈的设置能够避免跳闸现象发生在单相导线中。在闪络之后，输电线路的状态相当于接地，实现220kV高压输电线路偶和作用的提升，对于220kV高压输电线路进行有效保护。

3.6 降低接地電阻阻值

采用降低接地电阻阻值的方式，能够对220kV高压输电线路起到有效的保护作用，降低雷电对于220kV高压输电线路的影响。可以采用爆破技术进行阻值的降低，这种技术能够对土壤性质进行改变，当爆破发生后，在地下压入电阻率较小的物质，提升其导电性能。还可以利用降阻剂来实现接地电阻阻值的降低，这种方法主要应用于土壤电阻率较高的地方，能够降低雷电对于220kV高压输电线路的影响[4]。

3.7 安装避雷线

在220kV高压输电线路的避雷设计中，避雷线的安装也能够对220kV高压输电线路起到很好的保护作用，主要是对雷击电流进行分流，以降低杆塔的电流，避免220kV高压输电线路设备遭到严重破坏。避雷线的设置，能够屏蔽输电线电压，实现雷击感应电压的降低，绝缘电压也因为220kV高压输电线路耦合作用的存在而降低。在进行避雷线的设置时，应该严格安装相关规范和要求进行，保障220kV高压输电线路能够由良好的避雷效果，线路电压的适当提升，能够获得良好的避雷效果。

4 结语

在当前220kV高压输电线路的设计中，防雷设计是一项重要工作，能够有效避免雷击对线路和设备造成的损害，保障220kV高压输电线路的正常运行。尤其是在电力资源需求逐年上升的情况下，只有优化防雷设计，才能促进220kV高压输电线路的安全、稳定运行，保障社会用电。虽然在防雷设计中存在设计专业性低、接地电阻高等问题，但是通过安装避雷线、绝缘子、消弧线圈和耦合地线等方式，能够实现防雷设计的不断优化，保障220kV高压输电线路的正常运行。

参考文献

[1]陈果.220kV高压输电线路的防雷设计分析[J].低碳世界，2016，（35）：32-33.

[2]杜巍.220kV高压输电线路的防雷设计分析[J].中国新技术新产品，2016，（22）：183-184.

[3]安朝军.220kV输电线路雷击跳闸故障及对策[J].低碳世界，2016，（16）：66-67.

[4]汪勇.220kV输电线路防雷技术研究[J].现代经济信息，2013，（11）：303+323.