淺析架空輸電線路的防雷與接地設計

劉建紅

摘要：電力輸送的穩(wěn)定與安全關鍵是保證架空輸電線路的正常運行，但是在實際情況中，架空輸電線路往往會因為環(huán)境因素的影響，容易受到雷電等自然災害的影響，進而造成線路的跳閘，影響電路輸送，甚至對電網(wǎng)的安全運行造成影響。所以說，要保障我國經(jīng)濟社會的長久可持續(xù)發(fā)展，一定要做好架空輸電線路的防雷與接地設計。

關鍵詞：架空輸電線路;防雷;接地設計

引言

隨著人們生活水平的提高，供電需求不斷上漲，電力系統(tǒng)運行面臨諸多的挑戰(zhàn)。架空輸電線路作為電能傳輸?shù)闹匾糠郑瑢﹄娏ζ髽I(yè)供電質(zhì)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(huán)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(xiàn)象。

1進行架空輸電線路防雷與接地設計的必要性

（1）架空輸電線路的組成基本包含了桿塔、架空地線、絕緣子串、導線以及接地裝置等部分。在架空輸電線路中，絕緣體將輸電線路固定在桿塔上，是確保電力傳輸質(zhì)量的關鍵設備。架空輸電線路的運行環(huán)境較為特殊，是在完全露天的情況下運行，很大限度上會受到來自自然環(huán)境方面的影響，尤其是在風雨雷電等天氣情況下，若是缺乏必要且有效的防雷電措施，很容易造成架空輸電線路發(fā)生跳閘故障，從而影響整個電力線路的正常運行，影響電力輸送。根據(jù)以往的故障經(jīng)驗統(tǒng)計，在架空輸電線路的正常運行中，因為雷擊而造成的線路跳閘現(xiàn)象占總跳閘故障的比例高達2/3。（2）在架空輸電線路廣泛應用的當今社會，保障架空輸電線路的安全運行是當今工作的重點內(nèi)容，必須做好輸電線路的防雷擊設計，避免因雷擊導致的輸電線路跳閘現(xiàn)象。同時在架空輸電線路的防雷擊設計中，對接地進行特別設置是必不可缺的，要重視對接地裝置的設計，使架空輸電線路能夠具備良好的防雷擊功能。

2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(chǎn)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(chǎn)生跳閘現(xiàn)象。另外，雷擊直接擊中架空輸電線路或塔桿，造成線路內(nèi)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(wěn)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：

2.1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(fā)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(wǎng)建設的不斷完善，線路設計逐漸呈現(xiàn)時間緊、工作量大的狀態(tài)，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(xiàn)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(chǎn)生跳閘故障。

2.2自然因素

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

2.3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(xiàn)場的實際情況，嚴格按照施工圖紙及標準要求進行作業(yè)。由于輸電線路施工現(xiàn)場處于土壤電阻高的山區(qū)或者巖石區(qū)域，給正常的施工作業(yè)帶來很大影響，經(jīng)常會出現(xiàn)不按圖紙施工的情況，最終導致輸電線路施工的質(zhì)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(guī)范、接地裝置不合理、細節(jié)處理不到位，導致輸電線路設置不合理，容易受到雷擊現(xiàn)象。

3如何做好架空輸電線路的防雷與接地設計

3.1改進架空輸電線路的防雷設計

首先要架設避雷線，這是輸電線路防雷擊設計中最基礎的一項措施，也是最有效的一項措施。它既能夠有效防止雷電直擊導線，還能夠確保導線的屏蔽和耦合作用，同時也能夠減小經(jīng)過桿塔的電流。通常情況下，輸電線路的電壓越高，架設避雷線的效果也就越好，其造價在總造價中的比重也就越低。電壓在110kV以上的輸電線路都應架設避雷線，同時根據(jù)不同的電壓大小架設不同角度的避雷線，減小避雷線路的保護角度，有效減小雷電的集中率，同時要相應地增加桿塔的高度，并特別注意桿塔上兩個相鄰避雷線之間的設計距離。其次要安裝輸電線路自動重合閘裝置，這也是一種有效的架空輸電線路防雷措施。線路自動重合閘能夠有效地減少雷擊故障的發(fā)生，減少跳閘時間，提高輸電線路運行的可靠性。安裝輸電線路自動重合閘裝置，能夠在輸電線路受到雷電影響跳閘時自動重合成功，并能夠迅速恢復線路的絕緣屬性。再次還要采用差絕緣或是不平衡絕緣的方式加強線路的絕緣設計。為了提高輸電線路的防雷水平，可以適當加強線路的絕緣配合，改善線路絕緣子的性能。通過近幾年輸電線路建設的實踐經(jīng)驗，在高的桿塔上增加絕緣子數(shù)量，能夠提高絕緣子串的沖擊閃絡電壓值，有效提高線路的抗雷能力，降低因雷擊發(fā)生的跳閘故障。除此之外，安裝線路型避雷器、增設塔頂?shù)姆览桌€或是增加耦合地線等措施，也有助于增強架空輸電線路的防雷設計。安裝線路型避雷器不管是對雷擊導線、桿塔頂，或是避雷線的防雷都是很有效的。而對于經(jīng)常受到雷擊的部分，可以在導線下加裝一條耦合地線，幫助避雷線的耦合與分流，從而間接地降低接地電阻。同時，在雷擊發(fā)生的重點區(qū)域，也可以通過架設塔頂?shù)姆览桌€起到一定的屏蔽和分流作用。

3.2改進架空輸電線路的接地設計

首先，需要做好桿塔的接地設計。在架空輸電線路的初步設計階段，要做好線路沿線的實地考察，避開雷擊頻發(fā)路段，確定合理路線。在此基礎上對線路桿位的土壤電阻率進行測量，合理設置桿塔接地裝置，確定出最符合當?shù)丨h(huán)境實情的接地形式。其次，降低接地電阻。對于在土壤電阻比較低的地方架設輸電線路，需要充分利用拉線及桿塔基礎等進行自然接地，盡可能降低接地電阻。而對于土壤電阻率比較大的地方，可以采取外引接地方式、放射型接地方式、復合接地方式、連續(xù)伸長接地方式、物理接地方式以及換土方式等有效手段，降低桿塔的接地電阻。另外，加長接地極也是一種有效降低接地電阻的方式。最后，還可以使用降阻劑。隨著電阻技術的不斷進步，具有超高導電性的降阻劑得到逐步更新升級，在架空輸電線路的接地設計中科學合理地使用降阻劑，能夠通過有效降低接地電阻來實現(xiàn)輸電線路防雷對于接地電阻的要求。降阻劑能夠快速滲入到地面土壤中，大幅增加分散電流的范圍，適合在土壤電阻率比較大的地方使用。

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(tǒng)供電水平。但是對于室外環(huán)境下架空輸電線路受到雷擊現(xiàn)象引發(fā)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(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供良好的基礎保障。確保接地裝置的完整性，保護好絕緣線路相關設備，減少雷電對線路的影響，從而最大限度地保證架空輸電線路的正常安全運行。

參考文獻

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