架空輸電線路防雷分析與接地設計研究

邱春偉

摘要：目前，架空輸電線路運行的確有很多優點，如成本低、易檢修、易施工等。但在實際中，架空輸電線路往往會因為環境因素的影響，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，甚至對電網的安全運行造成影響。所以，要保障我國經濟社會的長久可持續發展，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

1進行架空輸電線路防雷與接地設計的必要性

首先，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，是確保電力傳輸質量的關鍵設備。架空輸電線路的運行環境較為特殊，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境方面的影響，尤其是在風雨雷電等天氣情況下，如果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生跳閘故障。根據以往的故障經驗統計，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象占總跳閘故障的比例高達2/3。其次，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。因此，對于架空輸電線路的安全穩定運行來講，對輸電線路的防雷及接地進行科學設計是至關重要的，做好防雷擊和接地設計能夠有效地提高架空輸電線路的防雷擊能力，確保輸電線路能夠安全穩定運行。

2輸電線路雷擊及跳閘分析

架空輸電線路雷害事故的形成通常包括四個階段：第一，輸電線路在遭受雷擊時，雷電流通過桿塔接地裝置泄流入地，產生雷電過電壓的作用;第二，輸電線路設備及其絕緣受到破壞發生閃絡;第三，輸電線路從沖擊閃絡轉變為穩定的工頻電壓;第四，路跳閘，供電中斷。要及時處理這種情況，首先就必須對雷擊跳閘的形式及原因進行分析。線路雷擊跳閘主要表現為兩種形式：直擊雷過電壓，是由雷直接擊于線路或桿塔而引起的;感應雷或繞擊雷過電壓，是指雷擊線路附近地面或線路桿塔時，由于電磁感應繞過避雷線擊于在導線上而引起的。無論哪種形式，如果防雷措施不良，都會造成很大危害。

3架空輸電線路防雷措施分析

3.1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，同時也能夠減小經過桿塔的電流。通常，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。

3.2安裝線路自動重合閘裝置

自動重合閘裝置可以在輸電線路發生故障時立即跳閘，以對輸電線路實施保護，這也是架空輸電線路運行的過程中防止輸電線路遭到雷擊的有效措施。當自動重合閘裝置安裝完畢后，一旦雷電到擊桿塔或者輸電線路，就會產生輸電線路跳閘。自動重合閘裝置可以使輸電線路跳閘后的瞬間自動重合，使得塔桿上所安裝的絕緣裝置的絕緣性能得到恢復。所以自動重合閘的安裝可以將跳閘的實踐縮短，以將輸電線路由于雷擊而導致的故障消除，確保輸電線路安全供電。

3.3架空輸電線路上加裝耦合地線

為了降低架空輸電線路的發生率，在架空輸電線路上加裝耦合地線也是極為有效的。具體來講，就是在架空輸電線路上容易被雷電擊的位置加裝耦合地線，使輸電線路運行中，如果桿塔或者線路遭雷擊，耦合地線就可以發揮耦合的作用將電流進行分流，以使架空輸電線路的接地電阻降低。采用這種方法可以使輸電線路較少受到雷擊的影響，使得高架空輸電線路的運行有所保障。

3.4加強線路絕緣及采用差絕緣和不平衡絕緣方式

根據調度數據，適當加強線路的絕緣配合和改善絕緣子性能，可提高線路的耐雷水平。近幾年新建線路的實踐證明，在高桿塔上增加絕緣子串片數，提高絕緣子串的50%沖擊閃絡電壓值，可以有效增強線路的耐雷水平，從而降低雷擊跳閘率。差絕緣方式是指同一基桿塔上三相絕緣之間有差異，下面兩相絕緣比最上面一相各多一片絕緣子。當雷擊桿塔或導線時導線絕緣先被擊穿，雷電流經桿塔入地，避免了兩相閃絡。據統計，采用差絕緣方式，架空輸電線路的耐雷水平可提高24%左右。在高壓線路上采用不平衡絕緣方式是指雙回路的絕緣子串片數有差異，當發生雷擊時，絕緣子串片數少的回路先閃絡，該回路導線相當于地線，提高了絕緣子片數多的線路的耐雷水平，可降低雙回路雷擊同時跳閘率，從而保障了絕緣子片數多的回路線路能連續供電。

4架空輸電線路接地的設計研究

4.1合理進行接地設計

因為架空輸電線路桿塔接地情況對架空輸電線路防雷擊性能有一定影響。為了避免架空輸電線路遭到雷擊，在設計架空輸電線路桿塔接地的時候，工作人員應當對設置架空輸電線路的區域進行沿線雷電活動情況的調查，以掌握雷擊頻發地段，進而合理規劃架空輸電線路桿塔的設置方案。同時，工作人員還要對線路桿位的土壤電阻率進行逐級測量，獲得準確的線路桿塔的土壤電阻率值，為合理設計桿塔提供依據。

4.2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。

4.3降低接地電阻

對于處在土壤電阻率較高地區的架空輸電線路可選擇放射形接地方式、連續伸長接地體方式、復合接地方式、外引接地方式、換土方式以及物理接地模式等接地裝置降低桿塔的接地電阻。另外，也可采用加長接地極并使用降阻劑的方式來降低桿塔沖擊接地電阻。

5結語

總之，架空輸電線路這一舉措可以對電力系統起到良好的影響，并針對雷擊和接地提出了防范措施。所以應該對輸電線路防雷與接地的設計重視起來，完善和發展我國輸電線路的設計，優化電力系統的舉措勢在必行。需要結合施工實際做好相關因素的考量，并有針對性地進行架空輸電線路的防雷及接地設計。由于所有的防雷措施都離不開接地，因此，做好接地設計是至關重要的，要做好架空輸電線路防雷設計的保護工作，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

[1]劉蛟.基于城市架空輸電線路設計的相關討論[J].文摘版：工程技術，2015（2）.

[2]楊飚.架空輸電線路防雷與接地的設計[J].低碳世界，2017，（27）.

[3]艾羽飛.基于架空輸電線路防雷分析與接地設計[J].百科論壇電子雜志，2018，（16）.