浅析架空输电线路的防雷与接地设计

刘建红

摘要：电力输送的稳定与安全关键是保证架空输电线路的正常运行，但是在实际情况中，架空输电线路往往会因为环境因素的影响，容易受到雷电等自然灾害的影响，进而造成线路的跳闸，影响电路输送，甚至对电网的安全运行造成影响。所以说，要保障我国经济社会的长久可持续发展，一定要做好架空输电线路的防雷与接地设计。

关键词：架空输电线路;防雷;接地设计

引言

随着人们生活水平的提高，供电需求不断上涨，电力系统运行面临诸多的挑战。架空输电线路作为电能传输的重要部分，对电力企业供电质量与服务水平有着重要作用。作为电力供应最长使用的一种输电方式，长期暴露在室外环境下，特别容易受到气候条件、自然因素的影响，造成雷击或跳闸现象。

1进行架空输电线路防雷与接地设计的必要性

（1）架空输电线路的组成基本包含了杆塔、架空地线、绝缘子串、导线以及接地装置等部分。在架空输电线路中，绝缘体将输电线路固定在杆塔上，是确保电力传输质量的关键设备。架空输电线路的运行环境较为特殊，是在完全露天的情况下运行，很大限度上会受到来自自然环境方面的影响，尤其是在风雨雷电等天气情况下，若是缺乏必要且有效的防雷电措施，很容易造成架空输电线路发生跳闸故障，从而影响整个电力线路的正常运行，影响电力输送。根据以往的故障经验统计，在架空输电线路的正常运行中，因为雷击而造成的线路跳闸现象占总跳闸故障的比例高达2/3。（2）在架空输电线路广泛应用的当今社会，保障架空输电线路的安全运行是当今工作的重点内容，必须做好输电线路的防雷击设计，避免因雷击导致的输电线路跳闸现象。同时在架空输电线路的防雷击设计中，对接地进行特别设置是必不可缺的，要重视对接地装置的设计，使架空输电线路能够具备良好的防雷击功能。

2架空输电线路受雷击跳闸的因素分析

通常情况下，架空输电线路雷击跳闸有下面两种形式：首先，雷电在输电线路附近产生作用，加剧了电磁干扰，给输电线路的正常运行带来影响，从而产生跳闸现象。另外，雷击直接击中架空输电线路或塔杆，造成线路内部电压急剧升高，增加了线路的电阻值，从而对线路的安全性和稳定性造成影响。造成架空输电线路受雷击跳闸的因素主要有以下几方面：

2.1线路设计因素

线路设计是输电线路得以正常运行的首要条件，选择最佳的线路路径不仅可以提高电力传输效率，还能降低安全故障的发生。线路路径充分论证了导线、地线、绝缘、防雷设计等各方面的正确性，合理选择塔杆及基础形式，确保各种电气设备之间的有效距离，加强通信保护设计是促进架空输电线路安全有效运行的关键所在。随着电网建设的不断完善，线路设计逐渐呈现时间紧、工作量大的状态，由于线路通过的地理地形和土壤结构比较复杂，给线路设计工作带来很大影响。由于电力工作人员没有结合现场情况对塔杆接地合理设计，就会影响架空输电线路对雷击的耐受性，从而产生跳闸故障。

2.2自然因素

架空输电线路处于室外的露天环境中，容易受到各种自然环境的影响，我国是一个地大物博的国家，各地区自然环境差异也有很大不同，针对不同区域的架空输电线路所面临的环境特点、地质条件也不尽相同。由于自然因素的原因对输电线路的安全性、稳定性、有效性造成影响。

2.3施工因素

架空输电线路本身具有高危险性和复杂性特点，在施工过程中必须结合现场的实际情况，严格按照施工图纸及标准要求进行作业。由于输电线路施工现场处于土壤电阻高的山區或者岩石区域，给正常的施工作业带来很大影响，经常会出现不按图纸施工的情况，最终导致输电线路施工的质量问题。另外，一些施工人员没有足够的责任心和技术水平，在施工中填土不规范、接地装置不合理、细节处理不到位，导致输电线路设置不合理，容易受到雷击现象。

3如何做好架空输电线路的防雷与接地设计

3.1改进架空输电线路的防雷设计

首先要架设避雷线，这是输电线路防雷击设计中最基础的一项措施，也是最有效的一项措施。它既能够有效防止雷电直击导线，还能够确保导线的屏蔽和耦合作用，同时也能够减小经过杆塔的电流。通常情况下，输电线路的电压越高，架设避雷线的效果也就越好，其造价在总造价中的比重也就越低。电压在110kV以上的输电线路都应架设避雷线，同时根据不同的电压大小架设不同角度的避雷线，减小避雷线路的保护角度，有效减小雷电的集中率，同时要相应地增加杆塔的高度，并特别注意杆塔上两个相邻避雷线之间的设计距离。其次要安装输电线路自动重合闸装置，这也是一种有效的架空输电线路防雷措施。线路自动重合闸能够有效地减少雷击故障的发生，减少跳闸时间，提高输电线路运行的可靠性。安装输电线路自动重合闸装置，能够在输电线路受到雷电影响跳闸时自动重合成功，并能够迅速恢复线路的绝缘属性。再次还要采用差绝缘或是不平衡绝缘的方式加强线路的绝缘设计。为了提高输电线路的防雷水平，可以适当加强线路的绝缘配合，改善线路绝缘子的性能。通过近几年输电线路建设的实践经验，在高的杆塔上增加绝缘子数量，能够提高绝缘子串的冲击闪络电压值，有效提高线路的抗雷能力，降低因雷击发生的跳闸故障。除此之外，安装线路型避雷器、增设塔顶的防雷拉线或是增加耦合地线等措施，也有助于增强架空输电线路的防雷设计。安装线路型避雷器不管是对雷击导线、杆塔顶，或是避雷线的防雷都是很有效的。而对于经常受到雷击的部分，可以在导线下加装一条耦合地线，帮助避雷线的耦合与分流，从而间接地降低接地电阻。同时，在雷击发生的重点区域，也可以通过架设塔顶的防雷拉线起到一定的屏蔽和分流作用。

3.2改进架空输电线路的接地设计

首先，需要做好杆塔的接地设计。在架空输电线路的初步设计阶段，要做好线路沿线的实地考察，避开雷击频发路段，确定合理路线。在此基础上对线路杆位的土壤电阻率进行测量，合理设置杆塔接地装置，确定出最符合当地环境实情的接地形式。其次，降低接地电阻。对于在土壤电阻比较低的地方架设输电线路，需要充分利用拉线及杆塔基础等进行自然接地，尽可能降低接地电阻。而对于土壤电阻率比较大的地方，可以采取外引接地方式、放射型接地方式、复合接地方式、连续伸长接地方式、物理接地方式以及换土方式等有效手段，降低杆塔的接地电阻。另外，加长接地极也是一种有效降低接地电阻的方式。最后，还可以使用降阻剂。随着电阻技术的不断进步，具有超高导电性的降阻剂得到逐步更新升级，在架空输电线路的接地设计中科学合理地使用降阻剂，能够通过有效降低接地电阻来实现输电线路防雷对于接地电阻的要求。降阻剂能够快速渗入到地面土壤中，大幅增加分散电流的范围，适合在土壤电阻率比较大的地方使用。

结语

综上所述，结合当前我国架空输电线路的运行来看，输电线路的安全运行提升了了电力系统供电水平。但是对于室外环境下架空输电线路受到雷击现象引发的跳闸事故，对供电的安全性与可靠性造成很大影响。对此，设计人员应该给予足够的重视，做好架空输电线路防雷与接地设计，提高输电线路所具有的防雷性能，从而为电力事业的可持续发展提供良好的基础保障。确保接地装置的完整性，保护好绝缘线路相关设备，减少雷电对线路的影响，从而最大限度地保证架空输电线路的正常安全运行。

参考文献

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