輸電線路防雷接地設計與維護的研究

陸佳

摘要：據統計，供電系統運行時的故障發生率在持續上升。這多數是由于自然環境變化等因素造成。輸電線路通常都是暴露在野外，經常會受到雨水、臺風、雷擊等各種自然災害的影響，給電力系統的正常運行帶來了不便。雷擊是對輸電線路破壞最大的自然災害，雷擊瞬間產生的強電流會造成輸電線路無法承受巨大的負荷而出現短路、燒毀等問題，對電力系統、電力設備造成的危害相當大，防雷接地的設計和維護可以有效防范這一問題的產生。

關鍵詞：輸電線路;防雷接地;設計;維護策略

一、輸電線路采取防雷接地措施的必要性

1.1輸電線路在雷電環境中容易遭到雷擊而引發故障

輸電線路由導線、地線、接地裝置和絕緣子串等構成。其中，絕緣體是確保輸電線路電能傳輸質量的關鍵設備。如果輸電線路進行防雷接地設計，且即便是采取了防雷措施，但是沒有實施有效的維護工作，就會導致輸電線路在雷電天氣由于雷擊而引發跳閘故障，如果此時輸電線路正處于運行狀態，就會導致電能傳輸受到干擾。

1.2雷電會導致輸電線路過熱而引發重大事故

雷電包括直擊雷、傳導雷和感應雷，其中對輸電線路破壞力最強的是直擊雷，其所釋放的電流，哪怕僅僅持續幾微妙，也會在空氣中形成電磁波而導致脈沖電壓產生。在輸電線路附近如果存在這種電磁波，就會通過傳輸線路與電氣設備接觸而導致電氣設備處于過電壓狀態下運行。由于過電壓導致電氣設備過熱，就會使得設備產生故障。如果因此而導致輸電線路過熱而沒有及時處理，甚至會引發火災。受到直擊雷的影響，地電位會被抬高，輸電線路上所連接的電氣設備受到威脅，甚至會危及到人身安全。與直擊雷相比，傳導雷和感應雷的威脅力是比較弱的，但是擊中傳輸線路或者線路附近的區域，也會因過電壓產生通過線路損壞電氣設備。

1.3接地設計可以有效地預防輸電線路被雷擊

當輸電線路處于運行狀態的時候，由于線路遭到雷擊會導致跳閘故障發生，在輸電線路的總跳閘事故中超過2/3。要確保輸電線路的運行質量，使其因雷電事故而引發的跳閘率降低，就要采取必要的防雷措施，接地設計是輸電線路預防雷擊的有效措施。輸電線路為架空線路，則可以將桿塔充分地利用起來，經過技術處理后使其發揮雷電導流的作用，輸電線路得到了保護，而避免發生跳閘事故。輸電線路做好防雷接地設計工作，可以提高防雷能力，確保輸電線路處于正常的運行狀態。

二、防雷接地裝置的組成和功能

2.1接受裝置

防雷其實就是對雷電進行轉換，防雷接地裝置要能夠及時的在產生雷電之后將其接受，然后才能進一步對其進行處理。雷電的接受裝置是防雷接地實現功能的基礎，一般采用能夠間接或直接接受雷電的金屬制品。比較常見的雷電接受裝置有：避雷線、避雷針、避雷器、架空地線等。

2.2接地裝置

接地裝置一般有接地體和接地線兩種，其目的是防止靜電產生的危害。在輸電線路中使用接地裝置，既能防止輸電線路因為雷擊而造成危害，也能在線路維護時提供便利。維修人員在對輸電線路進行斷電維修時，接地線可以防止靜電產生的危害。

2.3接地電阻

接地體對地電阻的總和稱為接地電阻，電阻值的大小一般為接地電阻的對地電壓和接地體電流的壁紙。接地電阻能夠很好的評價接地裝置的效率，能夠指導輸電線路的管理與維護。接地電阻在測量上也可以測量接地電阻的性能。

2.4引電裝置

引電裝置就是通常的“引下線”，也是一類導體組成的裝置，在防雷接地裝置里起到把雷電流從接閃器中引導到接地裝置的部件。雷電一般可以分為間接雷擊和直接雷擊兩種形式，這兩種雷擊形式都會對電力系統造成較大的危害。引下線因為其耐腐蝕、熱穩定性好、機械強度高等優點，在輸電線路的防雷接地裝置中起著重要的作用。

三、輸電線路防雷接地裝置設計規范

3.1對于引電裝置，就是我們通常所說的避雷針或避雷線。它的主要目的就是實現雷電放出時有效實現電流分流，提高導線安全系數。

①避雷線。在設計中，應將避雷線敷設在輸電導線上，以保證其能夠在不同的電壓下正常的運行。但針對不同的運行電壓，也應該區別對待。例如大于220kV的線路要沿全線架設雙避雷線，110kV的線路應設計單避雷線，35kV線路無需在全線架設避雷線。

②避雷針。避雷針被廣泛應用于樓房等高大建筑物中，具有較好的防雷效果。但避雷針并不是我們所了解的那種直接避雷裝置，而是一種雷電轉移裝置。現階段，在雷擊頻繁區域所選用的都是上翹30°的保護針，安裝在輸電線路兩側，與導線上避雷線構成輸電線路的防雷設備。

③避雷器。一部分的輸電線路會采用接地電阻進行防雷。雖然起到了一定的防雷作用，但是也存在一定的防雷缺陷，不能完全實現防雷。避雷器通常采用一種非線形的電阻避雷器，將其與絕緣子并聯在塔桿上，當輸電線路雷擊后，會在串聯間隙放電，避免輸電線路上絕緣子因電流過大而遭到損壞。這樣一來，就要求工作人員了解具體環境，在合理位置安裝操作，提升防雷效果。

3.2對于接地電阻，在實際應用中，想要防雷，就要將接地電阻降低，根據電流原理，當輸電線路的電流降低時，電阻也會相應的減小，接地電阻的防雷效果就會提升，提高設備的使用性能。也就是說，桿塔的頂電位越低，其電阻也越低，防雷效果也就越強。

3.3自動重合閘。自動重合閘如果設計合理，對防雷也能起到一定的作用。在自動重合閘的使用下，自動重合裝置在防雷裝置防雷的一剎那瞬間斷電然后快速恢復供電，這樣一來，不僅能夠減少輸電線受到的雷擊傷害，還能滿足客戶的用電需求，避免了因長時間停電而引發的不必要的麻煩，同時還能保護輸電線路中電氣設備不受雷擊的損害。因此在輸電線路設置防雷裝置是必然的，自動重合閥也是必不可少的。通過這種方式來降低因線路損壞而造成的經濟損失。

四、輸電線路防雷接地的措施和維護策略

防雷接地設計完成后，電力企業應組織相對應的技術人員對輸電線路進行防雷接地裝置的安裝，以確保線路持續供電。對輸電線路進行合理的維護是防雷接地維護工作的重中之重，做好合理的維護工作包括防雷處理，狀態檢修，實時管理這三個方面。①實時管理要求電力企業對輸電線路及電力設備的及時檢修。一般的輸電線路需要全天候的維護管理，這樣才能及時發現問題，解決問題，防治因管理不利而造成雷擊跳閘。強化防雷技術，提高管理效率，這樣線路跳閘次數才會日益減少。②狀態檢修工作應立足于實際。狀態檢修是發現輸電線路是否被雷擊的主要途徑，防雷接地裝置通常在使用過程中會損耗較大電能，嚴重影響了其傳輸效率，增加的成本。在防雷接地裝置維護期間必須做到有效管理、維護絕緣設備、變壓器等電力設備，保證輸電線路的暢通運行。③防止雷擊，防患于未然是輸電線路防雷接地的主要目的，因此對工作人員也提出了新的要求。要求工作人員對其線路進行綜合性考察，分析雷擊故障形式。同時根據地方環境特點，對雷擊嚴重區域進行避雷線等裝置的安裝。

五、結語

雷擊會對輸電線路造成較大的危害，進而影響到電力系統中的相關設備，最后導致供電系統的故障問題。所以為了保障輸電線路的安全，相關人員認真學習雷電防雷接地裝置的設計工作，積極開展輸電線路的維護工作。還要根據具體情況進行科學合理的設計和維護工作，保證輸電線路的正常運行。

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