输电线路防雷接地设计的问题与改进方法探讨

摘要：输电线路一般都是在室外，经常受到台风、雷电以及大雨等多方面的自然气象条件直接影响，从而给电力系统运行带来不稳定的影响。雷电是造成输电线路故障昀主要的因素之一，会使输电线路出现烧毁或者短路现象，产生雷击跳闸等事故;由于雷击的电流很强大，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，甚至会对电力系统内相关设备造成较大的损害，因此加强防雷接地设计及维护，能够减少或防止此类问题发生。

关键词：输电线路;防雷接地设计;问题;改进方法

1输电线路采取防雷接地措施的必要性

1、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。

2、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昀强的是直击雷，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。

3、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。

2输电线路防雷接地设计的问题

2.1土壤电阻率高

由于电力需求范围大，我国输电线路覆盖的面积非常广，因此，部分输电线路建设在山区、岩石区等电阻率较高的地区，输电线路防雷接地设施的运行，主要依靠避雷装置与接地装置相连，在输电线路遭受雷击时，将电流传导大地中，从而避免雷击产生的破坏，但是电阻率较高的土壤环境容易阻碍电流的传导，降低防雷接地装置运行的可靠性，使输电线路的安全运行无法得到保障，所以，在输电线路防雷接地设计中普遍存在土壤电阻率高的问题，设计人员可以通过深入分析问题并采取相应措施，来保证电力系统的稳定运行。

2.2接地方式不合理

现阶段，随着输电线路避雷接地技术的不断发展，接地的方式也越来越多，但是由于设计人员对输电线建设地点情况的掌握不够全面、考虑不够周到以及部分设计人员专业技术水平不足，导致了在输电线路防雷接地设计上，接地方式的选择不合理，无法满足工作要求，使雷电电流不能可靠的导入大地中，造成杆塔顶电位升高，对线路进行反击，因此在输电线路的设计中可能会出现接地方式不合理的设计问题，降低了防雷接地设施的建设效果，使电力系统在运行过程中出现潜在的风险，不利于电力企业的稳定长远发展。

2.3特殊区域防雷接地设计问题

由于地理条件的特殊性，一些地区的输电线路遭雷击的可能性较大，比如不良导电土质与良导电土质的交界地区、土山顶部、山谷风口处等等，这些地区在雷雨天气时，容易出现输电线雷击事故，这不仅降低了当地供电的稳定性，而且输电线路设施的频繁损坏也加重的电力企业的经营风险，因此在特殊地区设计人员需要综合考虑地形因素，加强防雷接地设施的运作效果，但现阶段，部分设计人员对于输电线路建设地区的情况掌握不充分或缺乏相关的专业知识，导致目前的输电线路防雷接地设计中依然存在特殊区域防雷接地设计问题，影响了电力企业的稳定发展。

2.4绝缘水平不足

在输电线路中，绝缘子是保证其绝缘水平的重要因素，在雷雨电气中，雷击会导致线路的地阻抗上出现非常高的电位差，导致输电线路中的绝缘子出现闪络现象，严重的情况下，雷电可能会直接将绝缘子击穿，导致避雷接地设施无法发挥自身的效果，使电力系统中的设备遭到破坏，同时容易造成大范围的停电，影响电力企业供电的稳定性，并引发安全事故，对群众的生命财产造成危害，因此，在现阶段的输电线路防雷接地设计中，可能会出现绝缘水平不足的设计问题，降低了输电线路整体设计的可靠性，不利于电力企业的长远、稳定发展。

3防雷接地技术设计方案

3.1优化防雷设计

进行防雷接地的设计中，通常看到使用的避雷设备是避雷针、避雷带、架空地线以及避雷器等，属于雷电接收装置，主要是直接或间接接收雷电。如果雷电接收装置功能能够被运用恰当，就可以发挥出其主要的防雷性能，将雷电吸引接收并使雷电流导入大地，对线路中的地线（避雷线）分流也能实现，提高整体的安全性能，习惯不一样的电压环境。通常输电线路 110kV及以上电压等级线路设计按双避雷线进行建构，110kV以下电压等级的线路就可以运用单避雷线设计，以此要全面发挥出其线路的防雷接地的重大作用。进行避雷设计中，运用的电阻避雷器通常属于非线形，以此实现避雷器和塔杆的相互关联，防止线路过于太热的情况发生，就需要让工作人员对这项工作的重视，必须保证避雷器的优化，提高线路对雷雨灾害的抵御技能。

3.2提升接地电阻的性能

设计人员要对接地电阻的具体情况深入分析，这也是为了保证接地装置等设备正常运作。接地电阻是接地体的对地电阻之和，可以作为衡量接地装置效率的参考标准。接地电阻的质量水平直接关系到接地装置的水平质量，维护输电线路正常工作。根据接地电阻的测量监控能够发挥出接地电阻主要的防雷性能，为了可以实现此目的，需要在实际的运作过程中，对接地电阻的数值进行有效控制。

3.3优化自动重合闸设计模块

根据实际调查显示，自动重合闸方案的优化是可以有效提高输电线路防雷的作用。自动重合过程中实现了对供电的迅速恢复，可以有效减少雷击跳闸后停电这种事故发生。如果期间遭受雷击的状况，防雷装置就会自动开启，会使输电线路被雷击中的概率大大降低，如果遭受雷击造成跳闸，自动重合闸装置就会开启，可以在超短的时间里使供电快速恢复，消除瞬时性故障，确保持续供电，防止给客户所造成的損失。

结束语

做好输电线防雷接地设计是确保电力系统正常运行的重要因素。在设计过程中，防雷接地设计往往会出现缺乏可靠性、运行中有风险、容易受区域影响、绝缘子故障等问题，因此设计人员可以通过降低塔顶电位、保证设计方案的有效性、综合区域情况设计、合理设计绝缘子来优化输电线路防雷接地设计。

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作者简介：于翔（1988.6-），男，汉族，内蒙古呼伦贝尔，硕士研究生，工程师，研究方向：输电线路运维与检修，电力工程安全风险管理。