楊 科

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

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架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)

楊 科

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

摘 要：電力系統(tǒng)的輸電線路中，架空輸電線路所發(fā)揮的作用是不融合式的。架空輸電線路處于安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)，可以確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。但是，架空輸電線路處于室外環(huán)境，會(huì)受到氣候環(huán)境的影響，特別是雷雨天氣，很容易遭到雷擊而出現(xiàn)跳閘事故。因此，需要根據(jù)架空輸電線路的運(yùn)行需要制定預(yù)防雷擊的措施并進(jìn)行接地設(shè)計(jì)，以提高架空輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量。本文針對(duì)架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；防雷措施；接地設(shè)計(jì)

中國(guó)電力科技水平的提高，使得輸電線路實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離電力傳輸，而且還可以使線路處于高壓環(huán)境中安全運(yùn)行。目前，在中國(guó)的電網(wǎng)架構(gòu)中，架空輸電線路已經(jīng)成為確保電網(wǎng)有效運(yùn)行的輸電方式。但是，架空輸電線路雖然具有工期短的特點(diǎn)，但是長(zhǎng)期處于室外環(huán)境中很容易在雷電天氣遭到雷擊而影響輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。特別是等級(jí)相對(duì)較高的架空輸電線路，承受著高壓電，如果遭到雷擊就會(huì)導(dǎo)致跳閘事故發(fā)生而造成極大的危害。為了避免架空輸電線路因此而造成嚴(yán)重后果，就需要做好防雷工作并進(jìn)行接地設(shè)計(jì)，以確保架空輸電線路安全運(yùn)行。

一、架空輸電線路中做好防雷與接地工作的必要性

架空輸電線路在構(gòu)成上包括桿塔、導(dǎo)線、架空地線、接地裝置和絕緣子串等等。將輸電線路在桿塔上固定好，所使用的就是絕緣體，而絕緣體是架空輸電線路中保證電能傳輸質(zhì)量的主要設(shè)備。由于架空輸電線路在露天環(huán)境中運(yùn)行，很容易受到環(huán)境的影響。特別是在雷電天氣的時(shí)候，如果沒有采取有效的防雷擊措施，就會(huì)導(dǎo)致輸電線路產(chǎn)生跳閘故障而影響輸電線路，給電能傳輸造成干擾。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，架空輸電線路運(yùn)行中，由于雷擊而導(dǎo)致的跳閘故障在總體的跳閘故障中占有2/3的比例。鑒于目前架空輸電線路普遍應(yīng)用，要提高架空輸電線路的電能傳輸質(zhì)量，就需要做好預(yù)防雷擊的措施，以降低輸電線路的跳閘率。

在防雷系統(tǒng)中，接地設(shè)計(jì)是不可或缺的。架空輸電線路要具有良好的預(yù)防雷擊的能力，就要進(jìn)行必要的接地設(shè)計(jì)以更好地發(fā)揮防雷作用。在架空輸電線路的接地設(shè)計(jì)中，桿塔接地裝置是重要的部分，可以發(fā)揮雷電導(dǎo)流的作用，使雷電以桿塔為導(dǎo)體流入到地面，使得桿塔上的絕緣設(shè)備得到保護(hù)而避免跳閘事故發(fā)生。所以，架空輸電線路中，做好防雷與接地工作是非常必要的，可以確保架空輸電線路提高防雷能力，保證輸電線路正常運(yùn)行。

二、架空輸電線路遭到雷擊而跳閘的原因

在雷電天氣，架空輸電線路遭到雷擊而產(chǎn)生跳閘的因素有很多，其中輸電線路遭遇雷擊而導(dǎo)致跳閘事故的主要原因?yàn)樽匀灰蛩亍⒃O(shè)計(jì)因素和施工因素3種。當(dāng)架空輸電線路被雷擊而產(chǎn)生跳閘，或者是雷電直接擊中了桿塔，甚至是擊中了輸電線路，導(dǎo)致輸電線路產(chǎn)生超高幾百萬之上千萬的超高電壓，使得輸電線路的電阻增加而引起跳閘故障，嚴(yán)重影響了輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。如果雷電沒有直接擊中桿塔或者輸電線路，而是在其附近產(chǎn)生并導(dǎo)致輸電線路周圍的空氣中形成了電磁感應(yīng)，就會(huì)因電磁感應(yīng)的存在而導(dǎo)致輸電線路被干擾而使得輸電線路產(chǎn)生跳閘。

在架空輸電線路產(chǎn)生跳閘的原因中，由于自然因素所導(dǎo)致的輸電線路跳閘故障的發(fā)生率是很高的。架空輸電線路處于室外，不可避免地會(huì)受到所在區(qū)域的自然環(huán)境的影響。特別是架空輸電線路很長(zhǎng)，沿線的環(huán)境條件會(huì)存在明顯差異。在設(shè)置架空輸電線路的時(shí)候，如果沒有對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境以充分考慮并采取必要的防御措施，就會(huì)對(duì)輸電線路運(yùn)行過程中的安全穩(wěn)定性造成影響。

在架空輸電線路產(chǎn)生跳閘的原因中，設(shè)計(jì)因素和施工因素都屬于是人為因素。由于設(shè)計(jì)因素而導(dǎo)致的架空輸電線路產(chǎn)生跳閘，是電力設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計(jì)之前，沒有進(jìn)行現(xiàn)成施工現(xiàn)場(chǎng)勘查，或者勘查不到位，使得設(shè)計(jì)中沒有考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的細(xì)節(jié)問題，所設(shè)計(jì)的輸電線路難以滿足使用需求，從而當(dāng)架空輸電線路投入運(yùn)行，就會(huì)出現(xiàn)各種問題，其中，輸電線路遭到雷擊的事故是較為常見的；由于施工因素而導(dǎo)致的架空輸電線路產(chǎn)生跳閘，使架空輸電線路進(jìn)入到施工環(huán)節(jié)，就要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，施工的過程中還要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)施工技術(shù)和施工內(nèi)容做出調(diào)整，但是，當(dāng)輸電電路的施工展開后，就會(huì)存在施工人員不按照規(guī)范操作的問題。特別是在接地裝置的施工中，如果沒有嚴(yán)格按照要求填土，由于這些施工細(xì)節(jié)不到位而導(dǎo)致架空輸電線路在設(shè)置上存在各種問題。當(dāng)架空輸電線路投入運(yùn)行而遭遇雷電天氣的后，就會(huì)產(chǎn)生雷擊故障。

三、架空輸電線路預(yù)防雷擊的有效措施

（一）架空輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘裝置

自動(dòng)重合閘裝置可以在輸電線路發(fā)生故障時(shí)立即跳閘，以對(duì)輸電線路實(shí)施保護(hù)，這也是架空輸電線路運(yùn)行的過程中防止輸電線路遭到雷擊的有效措施。當(dāng)自動(dòng)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(huì)產(chǎn)生輸電線路跳閘。自動(dòng)重合閘裝置可以使輸電線路跳閘后的瞬間自動(dòng)重合，使得塔桿上所安裝的絕緣裝置的絕緣性能得到恢復(fù)。所以，自動(dòng)重合閘的安裝可以將跳閘的實(shí)踐縮短，以將輸電線路由于雷擊而導(dǎo)致的故障消除，確保輸電線路安全供電。

（二）架空輸電線路上架設(shè)避雷線

架空輸電線路上架設(shè)避雷線是最為有效的預(yù)防輸電線路遭到雷擊的措施，也是較為常用的方法。避雷線具有良好的導(dǎo)流效果，可以使流經(jīng)桿塔或者輸電線路上的電流降低，避免雷電直接擊到塔桿或者導(dǎo)線上面。通常情況下，在避雷線的選擇上，線路處于高壓運(yùn)行狀態(tài)，避雷線的壁壘效果就會(huì)更好，而且成本也相當(dāng)較低。按照相關(guān)規(guī)定，架空輸電線路的電壓超過110kV，就需要將避雷線與輸電線路同時(shí)架設(shè)，保護(hù)角介于20°～30°之間；如果架空輸電線路的電壓超過了500kV，保護(hù)角達(dá)到大約15°即可。將避雷線的保護(hù)角縮小，同時(shí)桿塔的高度增加，輸電線路遭到雷擊的幾率就會(huì)有所降低。

（三）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(fā)生率，在架空輸電線路上加裝耦合地線也是極為有效的。具體來說，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(yùn)行中，如果桿塔或者線路遭雷擊，耦合地線就可以發(fā)揮耦合的作用將電流進(jìn)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(yùn)行有所保障。

四、架空輸電線路的接地設(shè)計(jì)

（一）接地電阻的設(shè)計(jì)

如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻相對(duì)較低，可以利用桿塔接地或者拉線接地，以使得桿塔的接地電阻不會(huì)被雷電擊到而增加。如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻相對(duì)較高，可以采用的接地方式有很多，包括外引接地、放射形接地、物理接地、復(fù)合接地等等，也可以采用換土的方式，以降低接地電阻。

（二）桿塔接地的設(shè)計(jì)

架空輸電線路的設(shè)計(jì)之前，要做好實(shí)地勘察工作，對(duì)當(dāng)?shù)氐睦纂娗闆r有所了解，要選擇雷擊幾率較少的位置架設(shè)輸電線路?？睖y(cè)人員在進(jìn)行實(shí)地勘察的時(shí)候，要對(duì)桿塔所在位置的土壤電阻率測(cè)量出來，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以為桿塔接地裝置的設(shè)計(jì)提供可參考依據(jù)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)土壤電阻率等數(shù)據(jù)選擇桿塔的位置以及所需要采用的接地形式，將接地圖紙繪制出來。

（三）降阻劑的使用

降阻劑隨著電阻工程技術(shù)的發(fā)展而有所更新。由于降阻劑的導(dǎo)電性能是非常高的，可以將接地電阻減小以發(fā)揮預(yù)防雷擊的作用。降阻劑的土壤滲入率是很高的，隨著電流范圍的不斷擴(kuò)大，其電流分散的能力也有所增強(qiáng)。

結(jié)語

綜上所述，隨著輸電線路的逐漸地延長(zhǎng)，電壓越來越高，架空輸電線路以其低成本、檢修容易的特點(diǎn)而被廣泛使用。但是，在架空輸電線路運(yùn)行的過程中，會(huì)受到自然因素、設(shè)計(jì)因素和施工因素的影響而導(dǎo)致輸電線路防雷失效。針對(duì)架空輸電線路遭到雷擊而跳閘的原因進(jìn)行研究，對(duì)架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)和接地設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。

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