摘 要：改革開放以來，我國經濟取得了舉世矚目的成果，同時用電量也水漲船高，相應的供電安全也自然而然地成為了電力部門工作的重點。本文首先介紹了高壓輸電線路雷擊產生的原因和影響，以及220kV高壓輸電線路防雷的意義和具體原則，之后著重分析了防雷和接地技術的相關方法，希望能夠為電力部門的輸電工作提供借鑒和參考。

關鍵詞：220kV；高壓輸電線路；防雷接地；絕緣；避雷器

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0063-02

引 言

人們生活水平的提高，使得日常的用電量顯著增加，這對于高壓輸電線路而言，是一個不小的考驗。尤其是在一些惡劣的天氣條件下，經常產生雷擊現象，對輸電系統(tǒng)造成了很大的破壞。那么如何保障供電通暢，順利完成電力供應，成為了電力部門需要認真落實和解決的問題，下面從高壓輸電線路的防雷接地技術談起。

1 220kV高壓輸電線路雷擊產生的原因及影響

因為220kV高壓輸電線路大多處于架空狀態(tài)，那么發(fā)生雷擊時，會形成巨大的感生電流，而這股強電流會隨著輸電線路流入到電力系統(tǒng)中，從而對設備和系統(tǒng)造成損害。雖然目前高壓輸電線路安裝了避雷器以及避雷裝置，但是由于雷擊發(fā)生時間發(fā)生短，這些裝置不能及時作出反應，加上殘壓較大，無法保證輸電線路的防雷效果。在雷擊發(fā)生之前，雷云會在導線周圍形成感應電荷，向大地放電的過程中將導線中的感應電荷轉為自由電荷，從而朝著線路的兩側進行移動，產生感應電壓。

受到雷擊后的220kV高壓輸電線路就會發(fā)生短路，導致運輸功能喪失，無法正常進行輸電。盡管雷擊發(fā)生的時間很短，但是瞬間就會使得整個輸電線路發(fā)生變化，從而使得居民沒有電可以使用，有些雷擊甚至會對人體造成傷害，威脅生命，所以影響十分嚴重。

2 220kV高壓輸電線路防雷的原則

為了減輕雷擊造成的危害，避免人員傷亡，同時節(jié)約成本，維護國家利益，需要切實做好防雷工作。那么應該遵循以下原則，需要根據不同地區(qū)的輸電情況以及氣候條件采取不同的防雷措施，尤其是要因地制宜地制定科學可行的防雷方案。同時，對高壓輸電線路進行分段評估，做出應急預案，從而針對性地采取應急措施。但是需要注意的是，雷擊發(fā)生的情況比較隨機，預測并不十分準確，加上土壤電阻率各有不同，所以需要靈活運用防雷技術。

3 220kV高壓輸電線路的防雷技術

3.1 設置接閃桿

因為桿塔側向的接閃桿吸引雷電的能力較強，并且能夠擴大避雷線的保護區(qū)域。如果遇到雷云放電，那么在一定的距離之內，接閃桿能夠及時調整電場的移動方向，從而將雷云中的大部分電荷集中在接閃桿附近，之后進行集中釋放。需要說明的是，接閃桿的優(yōu)點比避雷線的優(yōu)點大，尤其是它的造型特殊，這種針型結構能夠增強對于地空中弱雷的吸引，進而降低雷電效果。

3.2 鋪設避雷線

眾所周知，預防高壓輸電線路發(fā)生雷擊的有效手段就是鋪設避雷線。避雷線主要有兩方面的作用：①能夠將雷電進行分流，將大部分雷電引到遠離輸電線路的范圍，從而間接保護輸電線路。②對于雷電在輸電線路中產生的電流，避雷線能夠進行分散和引流，進而降低損害程度。同時因為導線本身的耦合性，能夠被避雷線充分利用，之后降低電壓，減少電壓過高發(fā)生感應的情況。而且避雷線的成本不高，并且在220kV高壓輸電線路中防雷的效果突出，所以現在大多數高壓輸電線路都選擇鋪設避雷線作為防雷的基本和重要方式。

3.3 增強絕緣性

如果220kV輸電線路的桿塔距離地面越遠，那么發(fā)生雷擊的概率就越大，相應產生的感應電流也越大，所以一般都選擇高度在35m左右的桿塔，這樣能夠確保雷擊造成的損失在可以控制的范圍內。但是不可以大范圍地使用桿塔對高壓輸電線路進行架空，因為一旦發(fā)生雷擊，可能發(fā)生連鎖反應，所以需要適當地在桿塔中加入絕緣子，保證桿塔的高度與絕緣子的數量成正比。

3.4 不平衡法則

由于目前大部分220kV高壓輸電線路為了節(jié)約占地面積，都采取同桿架設的方法，這樣就不可避免地發(fā)生雙回路的現象。那么如何區(qū)別雙回路絕緣子串片呢？就需要合理運用絕緣方式中的不平衡法則，進而使其差異性更加明顯。而避雷器是一種保護電氣設備免受雷擊產生的高瞬態(tài)過電壓危害，并且能夠限制續(xù)流時間的電器，通常在電網導線與地線之間進行連接，是一種常用的防雷設備，避雷器安裝情況如圖1所示。

做個簡單的說明，如果發(fā)生雷擊，那么高壓輸電線路中的絕緣子串片數量越少，就越容易發(fā)生閃絡，而且這種效果與地線并沒有太大差別，所以能夠很好地提升另一根導向的耦合性，從而提高輸電線路整體的防雷性。一般而言，兩條線路的絕緣比不能過大或者過小，科學的比例應該在1：15左右，高于這一比例會造成線路故障，而低于這一比例則起不到很好的防雷效果。有鑒于此，必須合理安裝線路，科學確定比例以及絕緣子的片數[1]。

3.5 安裝重合閘

220kV高壓輸電線路有一個明顯的特點，就是本身具有修復性，如果發(fā)生雷擊，短時間內可以解決雷電引起的部分問題，其中較大的問題有閃絡、跳閘等，這樣能夠在一定程度上保證了線路的安全。而通過安裝自動重合閘裝置，能夠更好地對故障進行分析和判斷，從而確定故障的類型，是短期臨時故障，還是長期永久故障，進而針對性地進行解決。以往很多發(fā)生雷擊的輸電線路都是單相閃絡，這樣就可以直接安裝重合閘，從而降低雷電造成的危害，減少損失。

4 220kV高壓輸電線路的接地技術

4.1 耦合地線

如果接地電阻在降低方面比較困難，那么就可以選擇架設耦合接地線的方法進行調整。比如在導線的下方增加接地線，之后增強耐雷效果，進而降低跳閘故障發(fā)生的概率。而且耦合接地線能夠減少桿塔的分流，并且對于那些接地電阻率比較高的雷電感生電流，能夠使其在臨近接地裝置時進行分流，從而減少感應電壓的作用。另外，耦合接地線可以加強導線和地線之間的耦合度，降低雷擊對絕緣子的破壞程度。

4.2 接地電阻

如果降低了桿塔的接地電阻，那么就可以有效地減少流經塔頂的電壓，從而減緩沖擊，保護高壓輸電線路，而且不容易發(fā)生跳閘現象。一般情況下，接地的電阻與土壤本身的電阻率有著很大的關系，并且和接地電極的形式也有不小的聯系。也就說是，在已經安裝接閃桿后，高壓輸電線路在面對土壤電阻低于100時，接地電阻不應該高于10；而土壤電阻低于500時，接地電阻不應該高于20；如果土壤電阻低于1000時，接地電阻不應該高于30；如果土壤電阻低于2000時，接地電阻不應該高于40，所以可以改變土壤的電阻率，從而調整接地電阻的大小[2]。

4.3 垂直地級

在進行220kV高壓輸電線路的假設和安裝過程中，經常會遇到土壤接地質量不佳的情況，那么為了緩解和優(yōu)化這一問題，需要安裝垂直地級。但是垂直地級的安裝情況復雜，需要注意的問題也比較多：①如果遇到鐵塔，那么垂直地級的安裝需要與桿塔的距離保持在7～8m之間。②如果是水泥的桿塔，那么桿塔的垂直地級要與桿塔本身保持3m以上的距離，但是不能超過5m。至于垂直地級的加工，可以采取角鋼的形式，長度保持在2m以上，每個垂直地級之間應該相隔5m左右。③如果土壤的電阻較高，那么就需要加深地級的掩埋深度，如果情況特殊，可以在1m以下。④如果遇到坡地，那么安裝地級之間必須做好實地測量，并且根據地表的不同深度合理計算尺寸，防止夏季降雨以及山洪等對垂直地級造成干擾和破壞，典型垂直地級的接地情況如圖2所示。

4.4 消弧線圈

這種接地技術在一些雷電活動頻發(fā)、接地電阻異常高的地區(qū)得到了廣泛的應用，并且取得了很好的效果。顧名思義，消弧線圈是一種帶著鐵芯的電感線圈，遇到雷擊后，這種電感線圈能夠迅速降低放電處的電壓，從而有效地避免高壓輸電線路受到大的破壞。值得一提的是，即使二相和三相遇到雷擊時，一相導線也不會發(fā)生跳閘，而且各個線路之間的耦合作用也使得絕緣子電壓沒有升高，從而提高了高壓輸電線路的防雷抵抗能力。

4.5 電磁感應

先不考慮實際情況，根據理論結果，能夠發(fā)現耦合系數的升高以及接地電阻的降低都不約而同地起到了防雷的效果。而且耦合系數的提高與架空和耦合地線息息相關，加上實際情況中電磁感應的持續(xù)發(fā)生，可以提高耦合系數，所以這給我們帶來的啟示是：可以適當強化電磁感應桿塔接地的射線方式，也可以升級接地裝置，只要是提高了電磁的耦合系數，就能夠在一定程度上提高220kV高壓輸電線路的防雷能力[3]。

5 結 論

綜上所述，220kV高壓輸電線路的防雷工作比較復雜，不是一蹴而就的事情，需要持之以恒，因地制宜地采取合適的防雷接地技術，從而保障線路的穩(wěn)定與安全。通過本文上述的探究，能夠為相關的工作提供切實可行的辦法，而且這些技術易于操作，針對性較強，并且涵蓋范圍較廣，很大程度上能夠起到良好的防雷效果，這對于我國電力行業(yè)的發(fā)展大有裨益。

參考文獻

[1]胡 煉，王 振，勾建磊.220kV高壓輸電線下電場分布分析[J].現代工業(yè)經濟和信息化，2018，8（02）：91～94.

[2]向永康.分析高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合[J].通訊世界，2018（09）：143～144.

[3]楊 軍.關于220kV高壓輸電線路防雷接地的探討[J].中國新通信，2018，20（17）：130.

收稿日期：2018-9-7

作者簡介：陳耀坤（1979-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路運維檢修工作。