架空輸電線路防雷與接地設計探析

宋 鈺

（國網江蘇省電力有限公司射陽縣供電分公司， 江蘇 鹽城 224300）

引言

我國經濟已經實現了飛速發展，在近幾年的發展過程中，為了滿足人們不斷增加的電能需求，供電企業不斷地開展電力工程建設，建立了龐大的電網系統。架空輸電線路在電網系統中是非常重要的基礎設施，輸電線路承擔著電能的傳遞和輸送，并且輸電線路也是目前電網系統中使用的數量最多的、分布最廣的設施。由于我國幅員遼闊，人口分布密集，架空輸電線路在輸電線路的設置上往往采用架高，并且采用高壓的形式進行輸送。輸電線路在日常運行的過程中經常會受到天氣或者是氣候的原因對其造成的影響，尤其是夏天的雷電對輸電線路的影響是最大的。為了保證輸電線路在日常的運行過程中的安全性和穩定性，架空輸電線路的防雷和接地工作就顯得尤為重要[1-2]。

1 架空輸電線路的防雷和接地的必要性

架空輸電線路在電網系統中是由電線塔、架空地線、接地導體、接地引線以及絕緣體等共同組成的。絕緣體是整個設備的關鍵裝置，以此來保證電能在輸電線路傳遞過程中的正常穩定運行。由于電網系統中的輸電線路的設置是利用線路直接架空在空中的，輸電線路會長期裸露在空氣中，在遇到惡劣天氣或者是長時間使用的過程中會有輸電線路發生破損的情況發生，因此在輸電線路的安裝過程中需要對整個輸電線路進行防雷和接地操作。防止由于雷電天氣或者是由于大風等自然災害原因導致輸電線路故障。

輸電線路承擔著電網系統的電能輸送的作用，對輸電線路進行有效的安全保證，對整個電網系統有著非常重要的作用，輸電線路的防雷設計已經成為了目前輸電線路的最大的潛在危害，據此加強對輸電線路的防雷工作是必不可少的。防止輸電線路由于雷擊的原因導致其不能夠正常工作，也是對輸電線路的接地裝置很高的要求，當發生雷擊現象產生時，需要接地裝置產生作用，將雷電產生的電流引導到地下，阻止其對輸電線路產生的危害。同時電線塔也是輸電線路中的一項重要裝置，電線塔作為整個架空輸電線路的支撐體，一般情況下，輸電線路都是采用鋼鐵制作而成，這在一定程度上有著良好的導體的作用，電線塔能夠很好地將電流引入到地下是保證輸電線路不受到雷擊破壞的另一項重要保障[3]。

2 影響架空輸電線路安全穩定的因素

輸電線路在電網系統中影響其正常穩定運行的情況主要有兩種，一種是由于雷電直接擊中了輸電線路或者是電線塔，造成了輸電線路瞬間的內部電流急劇增加，從而導致輸電線路內部的電阻值瞬間增大，對輸電線路造成了影響，另一種情況是雷電發生在輸電線路的附近，雷電產生的電磁干擾會影響到輸電線路的正常穩定的運行。總體來說，影響架空輸電線路的安全穩定的因素主要有。

2.1 線路設計的影響

輸電線路的科學設計是輸電線路安全穩定的首要條件，在輸電線路的設計過程要充分考慮輸電線路周圍的土壤環境和輸電線路的氣候環境條件，綜合輸電線路的設計要求和設計目的，對輸電線路進行科學的設計。科學的輸電線路的設計方案不僅能夠有效地降低輸電線路在運行過程中的故障。在進行設計的時候要充分做好輸電線路上的絕緣體、電線塔以及引線等的科學合理布置，保證各個電力設施之間的安全距離和安全設計要求[4]。

2.2 環境方面的影響

輸電線路的周圍環境對輸電線路的影響是十分巨大的，輸電線路周圍的環境包括對輸電線路電線塔基座的地面的地基情況以及輸電線路周圍常年的氣候環境、突然環境。輸電線路由于長期暴露在空氣環境中，這就會產生很大的危險。在進行輸電線路的設計時要充分考慮到輸電線路的土壤環境的影響，土壤的電阻率對土壤有這非常重要的影響，這直接影響著土壤的電導率。

2.3 施工方面的影響

輸電線路的安全穩定與工作人員的安裝過程有著非常大的關系，輸電線路一般安裝在比較在偏遠的山區或者是野外，這在一定程度上增加了工作人員的工作難度，并且在監督上也不能夠進行有效地監督。有時存在著特殊情況就是設計中和實際存在不現實的做法需要改道時，施工人員不能夠進行有效地安全設計，這就對輸電線路的安全穩定造成了很大的影響[5]。

3 提升輸電線路防雷和接地設計的措施

綜合上節中架空輸電線路的安全影響因素，結合實際生產生活中架空輸電線路在雷擊事故中一般形成于四個階段，因此需要綜合四個階段開展防雷設計：

1）防直接雷，防直接雷就是在架空輸電線路周圍進行避雷裝置的安裝，防止其收到雷擊的影響。

2）防閃絡，利用在地面進行降低電阻、加強線路絕緣的方式規避可能發生的閃絡問題。

3）防建弧，加工輸電線路在發生了閃絡問題后可能會出現電弧，必須采取相應的措施防止穩定的工頻電弧的建立。

4）防停電，當架空輸電線路發生工頻電弧建立后，此時必須采取極有力的措施避免電力輸送發生中斷或者是供應發生中斷。

在實際開展防雷和接地設計，能夠有效的提升架空輸電線路的安全性和穩定性，具體措施如下：

3.1 提升輸電線路防雷設計

在電網中進行輸電線路的防雷設計是輸電線路的基本設置，也是輸電線路針對雷電最有效的手段。在實際的應用過程中輸電線路進行防雷設計能夠減少輸電線路被雷電擊中的頻率，防雷電裝置能夠極大地減少電線塔中大量的電流，減少雷電對電線塔的破壞。同時在經過多年的實際研究發現，輸電線路架空的高度越高，防雷電裝置的成本越低，并且其在防雷效果上也越有優勢。還有就是要在輸電線路上安裝相應的自動重合閘裝置，這種裝置的設計在輸電線路受到雷電的擊中時，自動重合閘能夠在跳閘后實現自動的重合閘，能夠快速地應對雷電裝置對輸電線路和電網系統的影響，保障電能供給的及時恢復，減少了停電時間。在輸電線路防雷設計中還應增加輸電線路的絕緣性，在輸電線路中采用差絕緣或者是采用不平衡絕緣的方式能夠對輸電線路中的絕緣性質大大的提升。

3.2 提升輸電線路接地設計

輸電線路的接地裝置首先是在設計階段是就需要對輸電線路的接地裝置進行重視。在設計階段要對輸電線路的周圍的地理環境和氣候環境有效勘察，有效地避免雷電頻發的地區和環境中，按照相關的要求科學、合理地對其進行設計。接地裝置的另一項是在接地裝置的地面導電體的處理上，導電體是埋在土壤中發揮工作的，導電體與土壤之間存在著電阻，接地電阻的大小影響著雷電的導通情況，在進行設計、安裝的過程中要盡可能地將校接地電阻，在實際的施工過程中可以采用多種方式對接地電阻進行處理，例如外引接地、放射型接地或者是復合接地的方式進行處理，都能夠有效地降低接地電阻。

4 結語

架空輸電線路的安全性和穩定性對電網系統有著至關重要的作用，供電企業必須進行重視，在實際的施工過程中要綜合多方面的因素進行考慮，既要考慮到當地的氣候、地理環境，更需要考慮到設計、安裝過程中對架空輸電線路的防雷和接地的影響，采用合理有效的措施增加架空輸電線路的防雷和接地效果，從而實現對整個輸電線路的保護工作，提升電網系統的穩定性。