探析架空輸電線路的防雷設計

袁立君

【摘要】架空輸電線路是電力輸電線路的一種，具有施工速度快，維修簡單，成本較低等方面的優勢。但是由于架空輸電線路多數處于空曠的環境當中，容易造成受雷擊的影響，直接的影響到架空輸電線路供電的穩定性。文中從架空輸電線路雷擊的種類分析入手，分析了架空輸電線路雷擊的危害及影響因素，并針對性的提出了架空輸電線路防止雷擊的設計要點。

【關鍵詞】架空線路；輸電線路；防雷設計；設計要點

引言

電力輸電線路內架空輸電線路建設的范圍越來越大，傳輸的距離也越來越遠，在整個電力系統中的作用越來越重要。由于架空輸電線路受到雷擊的影響，在很大程度上限制了架空輸電線路在電力系統中作用的有效發揮。因此，全面的實現架空輸電線路防雷設計有著較為重要的理論及架空輸電線路安全運行實際意義。

1.架空輸電線路雷擊的種類分析

雷擊是常見的自然現象，架空輸電線路容易造成的雷擊種類主要有直擊雷與感應雷兩種。其中直擊雷可以分為繞擊雷與反擊雷兩種，感應雷可以分為電磁感應雷與靜電感應雷兩種。現將其分述如下：

1.1感應雷

當雷電放電時，會產生較強的雷電流，能夠在空氣中形成變化較快的磁場，從而形成了電磁感應雷。這種電磁感應雷能夠感應出較大的電動勢。電磁感應雷與架空輸電線路之間會產生電磁火花，產生的高電位能夠沿著架空輸電線路傳送到建筑物或者變電站內部，從建筑物內用電設備造成傷害。

靜電感應雷為當雷電云層運動時，在架空輸電線路頂部的會產生與雷電云層電性相反的電荷，當雷電云層放電之后，雷電運行包含的電荷就轉變為自由移動的電荷，這就會產生較高的靜電電壓，該靜電電壓的能夠達到幾十萬伏，會引發架空輸電線路頂端出現不同程度的放電現象，從而產生電火花，引發爆炸。火災等危害。

1.2直擊雷

直接雷分為繞擊雷與反擊雷兩大類，架空輸電線路受到繞擊雷的危害主要有：雷電繞過架空輸電線路中設置的避雷線路而對架空輸電線路產生危害。該類雷電事故的發生主要與架空輸電線路的桿塔高度、架空輸電線路導線保護腳設計及架空輸電線路所處區域的地質、地貌等條件有著直接關系。為了防止繞擊雷對架空輸電線路危害，在進行架空輸電線路設計時，可以設置高空雷電攔截先導，防止繞擊雷進入到接地體的繞擊區域。

反擊雷的形成過程是電流流過塔體和接地體引起桿塔電位升高，同時在相導線上產生感應過電壓。在進行架空輸電線路反擊雷的設計時，應盡量的使整個線路接地電阻降低，提升架空輸電線路的耦合系數，同時增強架空輸電線路內高壓線路的絕緣性能。

2.架空輸電線路雷擊危害及影響因素

2.1架空輸電線路雷擊危害

從我國架空輸電線路雷擊事故的情況來分析，架空輸電線路雷擊最為直接的危害是造成了架空輸電線路跳閘。如果架空輸電線路所處地區的電阻率更高，地形更為復雜，架空輸電線路在遭受雷擊時更容易引發線路跳閘情況。所以，雷擊時是引發架空輸電線路穩定運行的關鍵性因素。

2.2架空輸電線路雷擊的影響因素

2.2.1架空輸電線路所處地區的自然環境因素

架空輸電線路內接地的電阻的大小直接受到地質條件、地形條件及土壤電阻率等客觀因素影響。在一些地質條件較為復雜、自然環境也較為惡劣地區，其地質條件往往也較差，土層比較薄，導致架空輸電線路接地電阻較高，架空輸電線路更容易受到雷擊影響。

2.2.2架空輸電線路自身設計因素

隨著電力企業供電范圍的不斷擴大，架空輸電線路設計的復雜程度越來越高，對于線路勘察等方面也提出了更高的要求。在某一地區選擇一個特定的土壤電阻率往往不能夠滿足設計需求，這在無形中就增加了架空輸電線路設計的難度，容易出現設計方面的偏差，從而給架空輸電線路遭受雷擊埋下了隱患。

2.2.3架空輸電線路施工因素

現階段隨著我國西部大開發戰略的不斷深化設施，架空輸電線路施工的環境更加惡劣。很多施工現場位于土壤地質較差、交通不便的地區，給架空輸電線路的施工帶來較大的困難，容易造成架空輸電線路防雷的相關設備安設不到位等情況出現。例如架空輸電線路接地裝置內連接方式達不到焊接的標準，給架空輸電線路遭受雷擊埋下。

3.架空輸電線路防止雷擊設計要點

3.1科學合理的選擇架空輸電線路輸電路徑

由于受到土質、地形及環境氣候等多方面因素的影響，很多地區非常容易成為雷擊區。因此在進行架空輸電線路設計時，應準確的避開雷擊區，更好的降低架空輸電線路雷擊概率。在進行設計時通常應避開的地段有土質電阻率變化較大的區域，例如山坡斷層帶、各種不同地質的交接地帶等一些電阻率變化較大的區域。其次，應當避開含有礦產較多的地區。第三，地下水位較高的地區。第四，山地丘陵內氣候非常濕潤的地區。

3.2搭設架空輸電線路避雷線

架空輸電線路避雷線是現階段預防架空輸電線路雷擊的主要措施手段，避雷線能夠起到分流、屏蔽及耦合等多方面的作用。架空輸電線路的分流作用為減少雷擊電，使架空輸電線路桿塔塔頂的電位降低。這在很大程度上能夠降低雷擊對整個架空輸電線路的破壞作用。架空輸電線路的耦合作用為通過架空輸電線路內設置的耦合導線來實現架空輸電線路所含絕緣子電壓的降低。架空輸電線路避雷線屏蔽的作用為實現架空輸電線路內感應電壓的降低。此外，在進行避雷線路設計的過程中，應充分的保證每根避雷線路的避雷效果，確保架空輸電線路內每兩個桿塔之間的避雷線路均能夠接地，同時保證每兩個避雷區間留有一定的間隙。同時在超高壓或者高壓線路的避雷線設計時，常采用絕緣避雷線，以更好的使功率消耗降低。

3.3降低架空輸電線路桿塔接地電阻

為了更好保證架空輸電線路的避雷效果，應將避雷線進行接地操作。桿塔接地的過程中，降低桿塔接地的電阻有利于提升架空輸電線路避雷效果。在具體的實施過程中可以從以下幾個方面入手：首先對于一些架空輸電線路規模較小的地區，可以使用桿塔接地電阻降阻劑，增加接地的面積，從而更好的降低地面與架空輸電線路桿塔之間的電阻。該種方式的導電的性能較好，因此，在實際的架空輸電線路避雷設計中得到了較多的應用。其次為爆破接地方法，該方法主要為利用爆破的方式去制造一些地層的裂縫，然后將一些強度較高，電阻率較低的材料通過使用壓力機等方式壓入到爆破得到的裂縫當中，使架空輸電線路所在區域內到導電性能的增強，提升接地效果。第三是增長架空輸電線路水平接地線路的長度，架空輸電線路的電感效果和水平接地之間的長度為正相關之間的關系。例如當接地長度達到五十米時，電阻率能夠達到五百；當接地長度達到八十米時，電阻率能夠達到兩千；因此在進行架空輸電線路接地長度設計時，在滿足使用的條件下，盡量的增長水平接地體的長度。

4 .結束語

隨著我國市場經濟的進一步發展，國家對于電力工程建設投資將會越來越多，架空輸電線路在電力工程中使用到范圍將會更大，全面的做好架空輸電線路的防雷設計將會更加重要。這就要求架空輸電線路技術人員在進行防雷設計時，充分結合架空輸電線路運行的實際環境，采取針對性的措施，提升架空輸電線路的防雷水平。

參考文獻

[1]胡斌. 對GB 50057——2010《建筑物防雷設計規范》中幾個問題的理解[J]. 現代建筑電氣，2013，S1：464-469.

[2]陳謙. 解讀建筑物防雷設計規范GB50057-2010外部防雷核心問題[J]. 智能建筑電氣技術，2011，04：59-65.

[3]王義元，孫成，李晨，許曉明. 110kV架空輸電線路工程設計中的防雷保護間隙問題探討[J]. 機電信息，2015，12：26-27.