架空輸電線路防雷與接地的設計

王曉鵬

摘 要：隨著人們生活水平的提高，供電需求不斷上漲，電力系統運行面臨諸多的挑戰。架空輸電線路作為電能傳輸的重要部分，對電力企業供電質量與服務水平有著重要作用。作為電力供應最長使用的一種輸電方式，長期暴露在室外環境下，特別容易受到氣候條件、自然因素的影響，造成雷擊或跳閘現象。本文主要對架空輸電線路防雷與接地設計進行探討，提出合理的設計措施，希望能夠提高電力系統的運行水平，為人們提供更加安全可靠的用電條件。

關鍵詞：架空線路；輸電線路；防雷接地；接地設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.152

0 引言

新時期發展下，各種電氣設備、智能產品出現在人們生活、工作中，在提高人們生活質量的同時對供電服務也提出更高的要求，電力能源逐漸成為人們賴以生存的基礎保障，如果沒有了電，那也就沒有了當前的美好生活。因此，輸電線路的運行質量不僅對人們生活造成很大影響，還具有高空化、大型化、分布廣的特點，為了實現最初的目標效果，優化輸電線路設計，提高架空輸電線路的防雷接地水平具有重要意義。

1 架空輸電線路受雷擊跳閘的因素分析

通常情況下，架空輸電線路雷擊跳閘有下面兩種形式：首先，雷電在輸電線路附近產生作用，加劇了電磁干擾，給輸電線路的正常運行帶來影響，從而產生跳閘現象。另外，雷擊直接擊中架空輸電線路或塔桿，造成線路內部電壓急劇升高，增加了線路的電阻值，從而對線路的安全性和穩定性造成影響。造成架空輸電線路受雷擊跳閘的因素主要有以下幾方面：

（1）線路設計因素。線路設計是輸電線路得以正常運行的首要條件，選擇最佳的線路路徑不僅可以提高電力傳輸效率，還能降低安全故障的發生。線路路徑充分論證了導線、地線、絕緣、防雷設計等各方面的正確性，合理選擇塔桿及基礎形式，確保各種電氣設備之間的有效距離，加強通信保護設計是促進架空輸電線路安全有效運行的關鍵所在。隨著電網建設的不斷完善，線路設計逐漸呈現時間緊、工作量大的狀態，由于線路通過的地理地形和土壤結構比較復雜，給線路設計工作帶來很大影響。由于電力工作人員沒有結合現場情況對塔桿接地合理設計，就會影響架空輸電線路對雷擊的耐受性，從而產生跳閘故障。

（2）自然因素。架空輸電線路處于室外的露天環境中，容易受到各種自然環境的影響，我國是一個地大物博的國家，各地區自然環境差異也有很大不同，針對不同區域的架空輸電線路所面臨的環境特點、地質條件也不盡相同。由于自然因素的原因對輸電線路的安全性、穩定性、有效性造成影響。

（3）施工因素。架空輸電線路本身具有高危險性和復雜性特點，在施工過程中必須結合現場的實際情況，嚴格按照施工圖紙及標準要求進行作業。由于輸電線路施工現場處于土壤電阻高的山區或者巖石區域，給正常的施工作業帶來很大影響，經常會出現不按圖紙施工的情況，最終導致輸電線路施工的質量問題。另外，一些施工人員沒有足夠的責任心和技術水平，在施工中填土不規范、接地裝置不合理、細節處理不到位，導致輸電線路設置不合理，容易受到雷擊現象。

2 架空輸電線路的防雷與接地技術

我國對于輸電線路的防雷設計有明確的要求，其主要以耐雷水平與雷擊跳閘率為標準，輸電線路絕緣所能承受的最大直擊雷電流幅值就是架空輸電線路所具備的耐雷水平。對于耐雷水平與雷擊跳閘率有一套完整的計算公式，設計人員在進行防雷與接地設計的時候應該嚴格按照計算要求優化設計。另外，除了上面所說的耐雷水平與雷擊跳閘，接地電阻是架空輸電線路防雷性能的另一個重要指標。在輸電線路運行狀態下，接地電阻能夠準確的表達金屬接地電阻和三流電阻。而金屬接地電阻是輸電線路沖擊電流與電壓共同作用下形成的。散流電阻主要是雷電波形和幅值變化所形成的。對于架空輸電線路來講這兩種數值的測量，能夠讓設計人員準確的了解架空輸電線路的接地電阻，根據相關的數據確保輸電線路設計的合理性，提高整個設計的水平。

3 架空輸電線路的防雷與接地設計措施

（1）做好塔桿的接地設計。塔桿作為架空輸電線路的支撐條件，自身所具備的接地情況對線路整體防雷性能產生影響。為了降低架空輸電線路受到雷擊的可能性，對線路塔桿實施有效的接地設計非常重要，設計人員需要做好地形條件及氣候條件的調查，分析雷電活動區域及雷擊發生的頻率，合理布置塔桿位置。與此同時，測量該區域土壤電阻率，確保塔桿接地設計的合理性。

（2）降低接地電阻。除了做好塔桿的接地設計以外，降低接地電阻的影響也是非常重要的一方面，這對輸定線路發生雷擊和跳閘現象有很大影響。因為輸電線路自身所具備的抗雷擊能力與接地電阻呈反比關系，當接地電阻越大的時候，架空輸電線路越不容易產生雷擊跳閘故障。由此可見，合理的接地裝置是提高架空輸電線路安全運行的有效條件，盡可能的降低接地電阻對雷擊現象的影響，促進架空輸電線路的安全運行。

（3）使用降阻劑。降阻劑對接地電阻具有直接作用，具有長久性、穩定性的特點。降阻劑自身具備多種成分的導電體，將其埋設在土壤與接地體之間，能夠與金屬接地體形成一個有效的整體，提高電流流通面。另外，降阻劑的應用還能夠降低土壤中的電阻率，起到對周圍土壤滲透的效果，從而在接地體周圍形成一個較為平緩的低電阻區域。降阻劑的應用可以提高架空輸電線路的防雷水平，減少接地體的數量，節約成本費用，提高防雷效果。在使用中設計人員應該根據輸電線路的具體接地情況，明確設計目的，充分發揮降阻劑所具有的功能效益。

4 結語

綜上所述，結合當前我國架空輸電線路的運行來看，輸電線路的安全運行提升了了電力系統供電水平。但是對于室外環境下架空輸電線路受到雷擊現象引發的跳閘事故，對供電的安全性與可靠性造成很大影響。對此，設計人員應該給予足夠的重視，做好架空輸電線路防雷與接地設計，提高輸電線路所具有的防雷性能，從而為電力事業的可持續發展提供良好的基礎保障。

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