220kv輸電線路防雷接地技術研究

江西省電力設計事務所有限公司 徐 雷

220kv輸電線路防雷接地技術研究

江西省電力設計事務所有限公司 徐 雷

隨著我國經濟的發展、人口的增多，用電量也在不斷地上升，安全用也得到了重視，而我國現今的高壓線路中，220kv的輸電線路是主要且廣泛用電形式，但自然災害會對高壓輸電線路造成損害，如：雷擊，嚴重影響用電的安全性，因而本將對雷擊的原因及危害，以及對220kv的輸電線路的防雷措施進行闡述。

220KV輸電線路；雷電產生原因；防雷技術；應用

前言

在弗蘭克·萊思發表《大自然在發狂》的那一刻，人類就已經開始了對雷電及防雷技術的應用研究，雷電對輸電線的損害也嚴重影響了人類的用電安全問題，而現今應用最為廣泛的就是220KV輸電線路，因而對220KV輸電線路的損害就尤為的突出，所以防雷技術的研究和應用成了用電的重點和難點問題。

1.雷擊產生的原因及危害

現今220KV的輸電線路應用的材質一般為金屬，而且輸電線路是被架在空中，因而在輸電線遇到雷擊時會在其內部產生大量的電流，既感應電流，當這些感應電流在輸電線內進行流動且與原有電流一起參與到電路中時，就會導致輸電線內的電壓快速的被升高，從而引發輸電線路在輸電方便的安全問題，同時也對正在運行的電力設施造成了一定的損害，如果輸電線路周圍的絕緣性較差，或者沒有足夠的抗壓能力，不能抵抗雷擊后產生的大量的電流，那么就會給人們的生活造成巨大的損失，甚至會威脅人們的生命安全，因而，對220KV輸電線路進行防雷接地技術的研究是非常重要的。

2.輸電線路防雷接地技術的應用

2.1 關于防雷的一些操作

2．1．1 避雷線的安裝

安裝避雷線是有效防止220KV輸電線路遭受雷擊的方式之一。一方面避雷線能夠成功的將雷電引離輸電線路所在的位置，從而避免輸電線路遭受雷擊，受到不必要的損害；另一方面，避雷線具有分流和引流的作用，既減少輸電線路中因雷擊產生的多余電流，保證線路內的電壓穩定，降低由于雷擊而產生的損害程度。由于導線自身具有一定的耦合性，所以避雷線可以利用導線的特性使220KV輸電線路中絕緣電壓降低，可以有效的減少感應電流作用下感應電壓的產生。經過不斷的實驗和應用，證明了在輸電線路遭遇雷擊時，線路中的電壓越大，避雷線的防雷效果就越好，而且避雷線的應用成本也很低，所以避雷線是220KV輸電線路防雷的重要手段和有效方式。但在安裝避雷線的過程中，應特別注重避雷線的選擇，既嚴格按照相關規定的標準進行使用，確保防雷線應用的效果[1]。

2．1．2 避雷針的裝設

避雷針是有效防止220KV輸電線路遭受雷擊的關鍵，避雷針能夠使雷云在與輸電線路有一斷距離時，及時改變雷云的放電方向，既改變原有放電的電場方向，從而將雷擊引到與避雷針相連接的接閃器上，從而使雷擊中的電荷通過避雷針釋放出去，降低了雷擊對輸電線路的損害，同時也保證了用電的安全性。與其他的一些防雷措施相比，如避雷線等，避雷針發揮的作用是將雷電引開，而不是避開雷電，由于它自身的結構是針狀的，既能夠吸引空中的一些弱雷，又能減弱空中的強雷，因而能夠有效的防止輸電線路遭受雷擊。在避雷針的裝設過程中，應注意是在220KV輸電線路的桿塔掛靠點的位置上安裝避雷針，數量一般為兩個，它們和桿塔的角度大約為45°，長度大致為3米。

2．1．3 提高輸電線路的絕緣性

通常情況下，隨著220KV輸電線路的桿塔高度的不斷增加，受到雷擊的幾率也就會增大，如果越大面積的使用桿塔對線路進行架空，那么就越有可能遭受到雷擊，造成的損害也就越大，因而可以在桿塔的應用中加入絕緣體，如：在桿塔中采用絕緣子，并可根據絕緣性的大小適當的增多對絕緣子的使用，或者可以加大桿塔頂端的空間距離，從而改變輸電線路的絕緣性，同時也提高了在遭遇雷擊時的抗壓能力。根據有關研究，隨著桿塔高度的增加，遭遇雷擊后產生的感應電流也會越大，因而為了能更好的減少220KV輸電線路在遭遇雷擊時的損害，可以選擇適當高度的桿塔，一般的桿塔高度應控制在40米的范圍內，而且桿塔每增加一定的高度，對應的絕緣子的使用片數就要增加，但當桿塔的高度遠遠地超過了研究范圍，甚至是100米之外，那么上面的數學關系就不再適用，因而在進行桿塔搭建時，應嚴格按照業內的有關規定來執行，從而達到防雷和降低雷電損害的目的[2]。

2．1．4 重合閘的設定

對于220KV輸電線路的自身特性來講，他具有一定的自我修復能力，既在被雷電擊中之后，它能夠在最短的時間內控制由于雷電而引起的一些問題，如：絕緣子表面放電的閃絡情況、電頻的頻繁切換情況，而自動重合閘就是實現這一功能的重要元件。輸電線路的這一特性能夠大大的提高自身的穩定性，同時也能降低線路的老化及被損害的幾率。在以往的雷擊事件中，我們不難發現，通過自動重合閘可以有效的降低雷電對輸電線路的損害，使輸電線路正常的運行，從而保證用電的安全性。

2.2 進行接地操作

2．2．1 接地棒的應用

接地棒的應用可以降低220KV輸電線路遭受雷擊時的損害程度，由于在雷電發生時會產生大量的電流，它能夠將電流成功的引入大地里，同時也能夠緩解線路本身形成的電壓。接地棒是防雷措施中使用較為廣泛的一種，接地棒是通過對輸電線路和地面的連接，并能夠輕松的控制接地的電阻問題，發揮防雷的作用，由于它的材質一般為銅鍍鋼，因而接地棒的使用壽命比較長，抗氧化能力和導電的性能也很強，同時也能夠降低220KV輸電線路的防雷成本，也保證了輸電線路運行的穩定性。

2．2．2 垂直地極的設立

對垂直地極的設立，能夠有效的改善土壤的表面接地質量差的問題，尤其是在電阻率高的土壤區域。而對于垂直地極的設立應注意以下幾點：第一，如果架空輸電線路的是鐵塔的話，對垂直地極的安裝可以將距離鐵桿的距離控制在5～6米之間；第二，如果是水泥的桿塔，那么對垂直地極的安裝可以將其與水泥桿的距離控制4米左右，而且對于垂直地極應采用圓鋼等方式進行加工，地極之間的間距應該控制在5米左右，最遠不能超過6米，長度應該在2米以上；第三，如果要安裝地極的是高土壤電阻率的區域，那么就應該加大地極在地里的深度，一般為0.9米左右；第四，如果安裝的地形是陡坡的，那么就要進行實際的測量，根據地表的深度計算安裝所需的尺寸，從而能夠保證垂直地極的穩定性，在出現洪水等問題時，垂直地極的作用不被影響[3]。

2．2．3 對消弧線圈的應用

消弧線圈的應用能夠在發生雷電時，起到降低接地中電阻的作用。消弧線圈是帶鐵芯的電感線圈，在220KV輸電線路遭遇雷擊時，會產生感應電流，從而使輸電線路內的總電流增加，電壓也會不斷的升高，而消弧線圈的作用就是使放電處的電壓在電感線圈的阻尼作用下，不僅不能升高，而且使放電處的電流也會減小，從而降低雷電對輸電線路的損害，保證220KV輸電線路的安全性。

2．2．4 耦合地線的應用

在一些桿塔高度固定，不能通過縮短桿塔的長度降低雷電損害的區域，可以采用架設相應的耦合地線的方式進行220KV輸電線路的防雷接地措施。既在導線的下方進行接地線的增加，從而增加輸電線路對雷電的抵抗性能，減少跳閘現象的發生。應用耦合地線的原理有以下兩點：第一，耦合地線能降低桿塔的接地電阻，同時也會對桿塔的分流系數起到降低的作用，尤其是對于一些接地電阻率很高的地區，能夠在發生雷電時，通過鄰近的桿塔進行相應的分流作用；第二，耦合地線具有增強導線和地線之間的耦合性的作用，從而降低雷擊的損害。

3.總結

220kV輸電線路是我國用電網絡中的重要足組成部分，因而220kV輸電線路防雷接地技術研究和應用關系著我國用電的安全問題，更是輸電線路能否正常運行的關鍵所在，因而對于防雷技術我們應給予高度的重視，更要不斷的進行研究和探索。

[1]李冰,于海洋．220kV高壓輸電線路防雷接地技術分析[J]．電子制作,2015,(24):70．

[2]詹其彪,劉淵．220kV高壓輸電線路防雷接地技術分析[J]．電子制作,2014,(08):41-42．

[3]周永輝．220kV高壓輸電線路防雷接地技術研究[D]．華北電力大學,2014．