1.引言

根據(jù)電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，供電系統(tǒng)運(yùn)行時由雷擊引起的高壓線路跳閘次數(shù)占50%～70%。這多數(shù)是由于自然環(huán)境變化等因素造成。輸電線路通常都是暴露在野外，經(jīng)常會受到雨水、臺風(fēng)、雷擊等各種自然災(zāi)害的影響，給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了不便。雷擊是對架空輸電線路破壞最大的自然災(zāi)害，雷擊瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)電流會造成輸電線路無法承受巨大的負(fù)荷而出現(xiàn)短路、燒毀等問題，對電力系統(tǒng)、電力設(shè)備造成的危害相當(dāng)大，防雷接地的設(shè)計和維護(hù)可以有效防范這一問題的產(chǎn)生。

2.防雷接地裝置的組成與功能

防雷接地技術(shù)之所以能在電力行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用，主要是因為防雷接地裝置優(yōu)越的抗雷擊性能。從防雷接地裝置的組成原理看，其作用包括兩方面：一是防雷，采用相應(yīng)的裝置可避免雷擊造成的破壞；二是接地，利用靜電接地的方式，避免靜電對電力系統(tǒng)造成的不利影響。無論哪種功能都需要借助于各種裝置才能發(fā)揮相應(yīng)的作用。弄清防雷接地裝置的組成與功能是很有必要的，主要裝置的功能如下：

(1)接受裝置。防雷實際上是將自然雷電進(jìn)行某種形式的轉(zhuǎn)換，防雷接地裝置在雷電產(chǎn)生之后必須要及時將雷電吸引接受，這樣才能有效地處理自然雷電。雷電接受裝置是防雷接地發(fā)揮功能的第一階段，其主要是直接、間接接受雷電的金屬桿，對各種形式的雷電襲擊都有很好的接受效果。常見的雷電接受裝置包括：避雷針、避雷帶、架空地線、避雷器等。

(2)引電裝置。即通常所說的“引下線”，引下線實際屬于一類導(dǎo)體裝置，在防雷接地裝置里是把雷電流從接閃器傳輸?shù)浇拥匮b置的構(gòu)件。目前，雷電襲擊的形式總體上分為直接雷擊、間接雷擊兩種，這兩種對電力輸電線路都會造成極大的破壞。防雷裝置中運(yùn)用的引下線在機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕、熱穩(wěn)定等方面都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，是輸電線路防雷裝置里不可缺少的組成部分。

(3)接地裝置。接地裝置包含：接地線、接地體兩種結(jié)構(gòu)，其主要是為了防止各種靜電造成的危害。對于輸電線路而言，其設(shè)計的接地線不僅防范了雷電造成的危害，也能為維修人員的修理提供方便。如：輸電線路中使用的接地線是由大于25mm2以上裸銅軟線制成，當(dāng)維修人員斷電維修線路后，接地線可防止靜電危害。

(4)接地電阻。接地電阻指的是接地體的對地電阻之和，阻值大小等于接地裝置對地電壓與通過接地體流入地中電流的比值。接地電阻也可看成是衡量接地裝置效率的參考標(biāo)準(zhǔn)，對輸電線路的維護(hù)管理有一定的指導(dǎo)作用。在測量方面，接地電阻有輔助地極測接地電阻的性能，如運(yùn)用雙鉗口非接觸測量技術(shù)無需打輔助地極可以讓輸電線路的在線測量成為現(xiàn)實。

3.輸電線路的防雷接地措施

輸電線線路防雷接地的設(shè)計需從多個角度考慮，不能僅限于某一個防雷裝置或防雷系統(tǒng)，而是要充分利用好每一項防雷器件的功能特性，然后組合成強(qiáng)大的防雷結(jié)構(gòu)體系。筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，歸納了避雷線、避雷器、重合閘、接地電阻等方面的防雷設(shè)計。

(1)避雷線。輸電線路設(shè)計中通過架設(shè)避雷線可有效地屏蔽導(dǎo)線，將雷電產(chǎn)生的電流分解成不同的支電流，由此防止對導(dǎo)線造成直接性的破壞。在設(shè)計方案中應(yīng)該把避雷線敷設(shè)在導(dǎo)線之上，避雷線的保護(hù)范圍較廣，可將其作為輸電線路的主要保護(hù)裝置。但是，在避雷線分布時應(yīng)根據(jù)不同的對象合理布置，如：大于220kV的線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線，110kV線路沿全線架設(shè)單避雷線，35kV線路不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)在變電所進(jìn)出線1-2km架設(shè)避雷線。

(2)接地電阻。通過降低桿塔的接地電阻也能起到很好的防雷效果，這也是輸電線路防雷最直接的方式，這是由于接地電阻的減小能使雷電電流得到緩沖，大大減弱強(qiáng)電流對輸電線路造成的危害。根據(jù)電力研究的標(biāo)準(zhǔn)顯示，接地電阻越小，雷擊時桿（塔）頂電位越低，顯著增強(qiáng)了輸電線路的抗雷水平。若輸電線路布置了避雷線，每基桿塔避雷線的工頻接地電阻需控制在表1范圍內(nèi)，同時接地電阻應(yīng)低于輸電線路承受雷電的能力，如表2所示。

表1 有避雷線架空電力線路桿塔的工頻接地電阻

表2 有避雷線的輸電線路的耐雷水平

圖1 避雷針安裝方法

(3)自動重合。自動重合的實現(xiàn)要借助于自動重合閘作用的發(fā)揮，這是輸電線路防雷接地設(shè)計的一個關(guān)鍵。當(dāng)輸電線路受到雷擊之后，自動重合閘可在短時間內(nèi)完成兩個動作，即先跳閘，后重合。兩個動作的自動化完成是傳統(tǒng)重合閘不具備的功能，自動重合能減小接地故障對設(shè)備造成的破壞。在故障跳閘之后盡快合閘，自動重合閘可恢復(fù)正常的電力系統(tǒng)運(yùn)行，防止雷擊跳閘引起過久的停電現(xiàn)象，以免給用戶的用電帶來不利影響。

(4)避雷針。避雷針不僅普遍用于高層建筑的防雷，在輸電線路中也能起到很好的防雷效果。需要注意的是避雷針并非直接避雷的裝置，其只能把雷電轉(zhuǎn)移到其他地方，僅發(fā)揮了引雷的作用。在防雷接地設(shè)計中，我們可采用避雷針作為引電裝置，在雷電沿著放電通道對避雷針放電上，把雷電引入到大地里及時釋放，防止輸電線路發(fā)生閃絡(luò)，避雷針安裝方法如圖1所示。對于經(jīng)常出現(xiàn)雷擊的區(qū)域采用負(fù)角保護(hù)針，該保護(hù)針為上翹30°長約2.4m的屏蔽針，將這種保護(hù)針設(shè)置于輸電線路的兩邊相，可與導(dǎo)線上方的避雷針組合成新的防雷裝置，常用在直擊雷、繞擊雷等雷擊形式的控制中。

(5)避雷器。從實際防雷接地改造工作中發(fā)現(xiàn)，接地電阻的運(yùn)用常無法達(dá)到理想的防雷效果，這是由于裝置性能、線路環(huán)境等因素造成。遇到這種情況時，在防雷接地設(shè)計中則可以采用非線形電阻，即“線路避雷器”。這種裝置的作用是將避雷器、絕緣子并聯(lián)在桿塔上若桿塔或避雷線遭受雷擊，桿塔上的防雷裝置能夠串聯(lián)間隙放電，有效避免了絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)，防止輸電線路燒毀、跳閘等問題的出現(xiàn)。通常，輸電線路管理維護(hù)人員需要結(jié)合線路所在區(qū)域的雷擊狀況、跳閘狀況、線路流經(jīng)等問題，對避雷器的安裝位置合理選擇，以更好地發(fā)揮防雷效果。

4.輸電線路維護(hù)管理的有效策略

當(dāng)防雷接地設(shè)計完成之后，電力部門則需盡快安排技術(shù)人員架設(shè)安裝線路，保持電力系統(tǒng)的持續(xù)供電。除了設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)需要給予高度重視外，對輸電線路采取科學(xué)的維護(hù)管理措施也是不可缺少的。對輸電線路維護(hù)之后，可起到“防范故障、在線檢測、強(qiáng)化管理”等多個方面的作用。“日常檢修”是輸電線路維護(hù)的關(guān)鍵，在維護(hù)階段需要做到的以下幾點內(nèi)容：

(1)實時管理，及時檢修。一般情況下，輸電線路維護(hù)期間要采取24h的實時管理，這樣可以隨時發(fā)現(xiàn)輸電線路故障?？紤]到避免雷擊跳閘造成的停電，電力部門要強(qiáng)化防雷技術(shù)的運(yùn)用，以先進(jìn)的維護(hù)技術(shù)來優(yōu)化線路管理效率。電力單位要深刻認(rèn)識到增強(qiáng)線路的防雷性能，減小線路的雷擊跳閘率等是輸電線路維護(hù)的根本任務(wù)。因此，需要對防雷設(shè)備的接地綜合管理檢查，參照輸電線路的實際狀態(tài)制定檢修方案。

(2)立足實際，狀態(tài)檢修。在檢修過程中發(fā)現(xiàn)輸電線路遭受雷擊后，防雷接地裝置會引起電能耗損過大，使得輸電線路的傳輸效率大大降低，且增大了輸電線路的運(yùn)行成本。在維護(hù)期間需不斷完善電力網(wǎng)的維護(hù)管理，如：定期清掃線路、變壓器、斷路器、絕緣套管等，這樣可以保持防雷接地裝置的暢通運(yùn)行，為輸電線路的順利運(yùn)行創(chuàng)造條件。

(3)防范雷擊，減少跳閘。防止雷擊是輸電線路防雷接地的主要目的，也是維持線路運(yùn)行的最佳方式。工作人員在維護(hù)線路期間應(yīng)綜合分析系統(tǒng)的運(yùn)行方式、防止雷擊的故障形式、雷擊跳閘的處理技巧等內(nèi)容。同時，結(jié)合線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動的強(qiáng)弱、地形地貌特點、清理線路周圍的不利因素、加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測，這樣能顯著減輕雷擊對輸電線路造成的破壞，有效地提升防雷接地的使用性能。

5.結(jié)束語

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，雷擊輸電線路的危害在達(dá)到某種程度后會直接影響到電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備，從而危及供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。為了避免輸電線路受到破壞，應(yīng)根據(jù)輸電線路的路徑設(shè)計科學(xué)合理的防雷接地方案，為輸電線路的正常運(yùn)行提供保障。

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