淺談設(shè)備接地措施對(duì)于輸電線路的防雷作用

余福義

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司，四川 內(nèi)江 641000）

接地系統(tǒng)在整個(gè)輸電線路中發(fā)揮著巨大的作用，可以說(shuō)接地措施直接影響著整個(gè)線路的的可靠性和安全性。只有這樣，設(shè)備和人身安全才能得到保障。

1 輸電線路雷電產(chǎn)生的原因和危害

1.1 造成輸電線路雷電產(chǎn)生的原因

雷電是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，雷電過(guò)程中會(huì)釋放出大量的電能。大氣中的熱氣由于氣壓低會(huì)自動(dòng)的向高處升，由于高處的空氣比較冷，因此二者會(huì)產(chǎn)生摩擦。這樣，小水滴就會(huì)形成，同時(shí)這些小水滴會(huì)伴隨著正負(fù)電極。正負(fù)電極超過(guò)一定的量時(shí)，龐大的電場(chǎng)就會(huì)形成。這樣，不同的云團(tuán)就會(huì)對(duì)地面放射電流。因此，閃電和打雷就形成了。

1.2 不同種類的雷電以及危害

在輸電線路上形成的大氣過(guò)電壓有兩種形式，一種是直擊雷過(guò)電壓，另一種是感應(yīng)雷過(guò)電壓。直擊雷過(guò)電壓的形成是因?yàn)榫€路遭到雷的直接攻擊。感應(yīng)雷過(guò)電壓的形成是因?yàn)橹車牡孛媸艿嚼椎纳鋼?，造成電磁感?yīng)。不論是什么種類的雷電，產(chǎn)生的破壞都是巨大的，以下就對(duì)這些破壞進(jìn)行介紹。

直擊雷。直擊雷是一種夸張的放電，即雷云直接對(duì)大地放電。直擊雷的壞力是很強(qiáng)大的，它會(huì)直接接觸到設(shè)備，對(duì)設(shè)備造成毀壞。比如：電力線和電話線都會(huì)受到重?fù)?。電流?huì)通過(guò)這些線路進(jìn)入設(shè)備，因此會(huì)造成嚴(yán)重的毀壞。設(shè)備和物體會(huì)被直接劈開(kāi)，房屋也會(huì)倒塌，甚至發(fā)生火災(zāi)，造成人員和物力的傷亡和損失。

感應(yīng)雷。感應(yīng)雷分為兩種，一種是靜電的感應(yīng)，另一種是電磁感應(yīng)。雷云上的正電荷一般會(huì)存在，但是負(fù)電荷在受到雷云的放電時(shí)會(huì)消失掉。這樣，正電荷就會(huì)產(chǎn)生破壞力，它會(huì)進(jìn)入設(shè)備，通常是以電雷波的方式，這樣，設(shè)備就會(huì)受到損害。許多的電氣絕緣層會(huì)受被擊穿，因此會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)和爆炸事故。

地電位的提升，也被稱作雷電波的侵入。當(dāng)電阻是10Ω時(shí)，如果有10kA級(jí)的雷電流經(jīng)過(guò)下導(dǎo)體而進(jìn)入地面時(shí)，我們可以使用歐姆定律對(duì)電壓進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)的電壓是100kV?；馂?zāi)和觸電事故也就隨時(shí)會(huì)發(fā)生。

2 做好輸電線路中防雷工作的措施和手段

確保導(dǎo)線不受雷擊。為了讓導(dǎo)線不受到雷擊，因此需要安裝避雷線、避雷針，或者是對(duì)輸電線路進(jìn)行改造。避雷線不但能夠減少電壓，同時(shí)讓經(jīng)過(guò)導(dǎo)線的感應(yīng)過(guò)電壓大幅度降低。避雷器可以可以讓一部分電流進(jìn)入其他的桿塔，讓另一部分進(jìn)入地層中。因此，避雷線、避雷針可以對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行完善的保護(hù)。

保證絕緣性的良好。當(dāng)雷電擊到避雷線上時(shí)，一定要保證線路的絕緣性良好。因此，可以采取以下措施：避雷線的接地系統(tǒng)要進(jìn)行改良和提高，對(duì)線路的絕緣一定要鞏固和加強(qiáng)。針對(duì)一些桿塔，要安裝避雷器。

盡量保證線路不發(fā)生短路故障。為了保證線路發(fā)生短路故障的概率降低，因此需要將工頻電場(chǎng)強(qiáng)度降低，或者是采取不直接接地的措施。這樣，跳閘就不會(huì)產(chǎn)生。

保證電力的供應(yīng)。一定要確保電力的正常供應(yīng)，即使是在跳閘的情況下。為了達(dá)到這一目標(biāo)，可以配備自動(dòng)重合閘裝置。此外，還可以使用雙回路或者是環(huán)網(wǎng)進(jìn)行供電。

除了上面的措施外，還需要做到以下5個(gè)方面的工作：

（1）如果閃電的能量聚集到一塊不進(jìn)行釋放，那么就會(huì)產(chǎn)生巨大的破壞力。需要對(duì)閃電能量進(jìn)行釋放，讓其在設(shè)計(jì)好的線路中快速的釋放出去。因此，這個(gè)過(guò)程分為兩步，一步是捕捉閃電能量，第二步是將其放到規(guī)劃好的途徑中。

（2）將閃電能量放到規(guī)劃好的途徑中之后需要做什么工作呢？這就需要將這些能量排放到大地中去，這就是接地。作為一個(gè)最基礎(chǔ)又重要的防雷環(huán)節(jié)，只有接地做好了，才能將引下線L的電壓大幅度的降低。

（3）雷電受到接閃裝置的接收和捕捉時(shí)，會(huì)讓引下線電位上升。如果上升到很大的電位時(shí)，那么地電位的導(dǎo)體就會(huì)有危險(xiǎn)。這時(shí)，地電位的導(dǎo)體就會(huì)升高，那么其周圍的人員和設(shè)備的安全就會(huì)受到威脅。

（4）在所有的外部導(dǎo)線和接地線間使用并聯(lián)的方式安裝避雷器就是分流。分流就是將過(guò)電壓上的電引入室內(nèi)或者是設(shè)備，這些過(guò)電壓有可能是直接雷產(chǎn)生的，也有可能是感應(yīng)雷產(chǎn)生的。當(dāng)過(guò)電壓被分流，避雷囂的電阻就會(huì)大幅度的降低，電流就會(huì)進(jìn)入到地層中。

（5）將對(duì)象保護(hù)起來(lái)，保護(hù)的導(dǎo)體設(shè)備和材料包括：金屬網(wǎng)、箔、殼。包圍起來(lái)后就不會(huì)讓閃電的脈沖電磁進(jìn)入到途徑中去，對(duì)其切斷和阻礙。可以說(shuō)，這是一種有效的方法。

3 不同等級(jí)線路的輸電線路防雷和接地措施

輸電線路的防雷需要根據(jù)許多條件和因素來(lái)確定，比如：線路的電壓等級(jí)以及最大的負(fù)荷值以及整個(gè)系統(tǒng)怎樣運(yùn)行。此外，自然的地理環(huán)境因素也要考慮在內(nèi)，比如該區(qū)域的雷電是否頻發(fā)、殺傷力是否強(qiáng)大，以及地理的地貌等。另外，該地的土壤電阻率的大小也要考慮在內(nèi)。

35kV的線路可以實(shí)行部分線段的架設(shè)避雷線，沒(méi)有必要全線裝配避雷線，裝配的長(zhǎng)度一般為2km左右。對(duì)雷電活動(dòng)頻繁和強(qiáng)烈的地段要格外注意，比如：裝配金屬氧化物避雷器。此外，35kV的線路在裝配避雷器時(shí)應(yīng)該注意的以下問(wèn)題：（1）40.8kV是持續(xù)電壓的最小值。（2）51kV是額定電壓的最小值。（3）在安裝絕緣配置時(shí)，一定要參考線路的污穢的等級(jí)數(shù)。

對(duì)于110kV的線路要在全線進(jìn)行避雷線的安裝。對(duì)于山區(qū)，則要裝置雙避雷線。同時(shí)，針對(duì)一些發(fā)生雷電現(xiàn)象少的地區(qū)則沒(méi)有必要安裝那么多的避雷線，甚至可以不用安裝，看具體的情況而定。

對(duì)于220kV的線路則要引起足夠的重視，不僅在全程要配備避雷線，更要使用雙避雷線。

4 輸電線路接地網(wǎng)存在的弊端以及要注意的問(wèn)題

4.1 輸電線路接地網(wǎng)的重大作用

防雷是輸電線路接地網(wǎng)的首要目標(biāo)。當(dāng)設(shè)備受到雷電的攻擊時(shí)，避雷線就會(huì)發(fā)揮它的作用，將其接受到。之后，這些電流會(huì)被避雷線運(yùn)送到大地中去。因此，安全就得到了保證。但是，如果接地網(wǎng)在接地性質(zhì)上有問(wèn)題，那么防雷的效果就會(huì)大打折扣，線路就會(huì)受到一定程度的危害。

4.2 輸電線路接地網(wǎng)存在的問(wèn)題

如果輸電線路的接地網(wǎng)有問(wèn)題，那么防雷的效果就不是很明顯，線路也就會(huì)受到危害。造成這種現(xiàn)狀的原因有很多，主要包括：（1）設(shè)計(jì)方面不合理，不科學(xué)。（2）施工上不規(guī)范。（3）在選擇接地網(wǎng)的使用的材料時(shí)不理性，比較盲目。（4）防雷措施的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。（5）出現(xiàn)腐蝕。

4.3 在進(jìn)行輸電線路接地網(wǎng)時(shí)需要考慮的因素

接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)并不是一個(gè)模式，而是根據(jù)周圍環(huán)境的不同而定，這樣才能有效的防雷。接地網(wǎng)的構(gòu)成部分包括兩個(gè)部分，分別是：接地體和連接線構(gòu)成接地。接地效果受到很多因素的影響，比如：土壤的電阻率、接地體的選擇以及接地材料的防腐。此外，接地網(wǎng)絡(luò)輸電線路的布置也影響接地效果。對(duì)輸電線路外過(guò)電壓保護(hù)時(shí)可以以下幾點(diǎn)入手：（1）配備避雷線（2）將桿塔接地電阻減小。（3）使用耦合地線。（4）加強(qiáng)線路的絕緣。（5）在擇取路徑時(shí)一定要慎重。其中，接地網(wǎng)是最關(guān)鍵的一部分。

5 如何進(jìn)行輸電線路桿塔接地降阻

提高線路的耐雷水平有很多方法，但是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法就是將桿塔接地電阻降低?！兑?guī)程》中是這樣明確的規(guī)定的：在使用避雷線的線路中，每基桿塔的工頻接地電阻要小于規(guī)定值，特別是在雷季干燥的時(shí)期內(nèi)。針對(duì)土壤電阻率低的區(qū)域，要對(duì)桿塔的自然接地電阻加以使用。如果遇到電阻率高的區(qū)域，那么就會(huì)對(duì)降低接地電阻工作造成一定的難度。這時(shí)，可以使用大量的放射性接地體。

有的地方雷電多發(fā)，而且比較嚴(yán)重，同時(shí)接地電阻降低很難實(shí)現(xiàn)，如果使用的是110kV～154kV電網(wǎng)，就可以使用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈來(lái)進(jìn)行接地。這樣的措施用消弧線圈可以有效的抵制單相接地故障，雷擊產(chǎn)生的負(fù)面影響就會(huì)減少。此外，跳閘也就不會(huì)發(fā)生了。耦合作用由于第一相導(dǎo)線的接地而大大增加，這樣未閃絡(luò)相絕緣子串的電壓就會(huì)降低。

只有對(duì)接地電阻超標(biāo)的桿塔實(shí)施降阻，那么才能讓線路安全穩(wěn)定的運(yùn)作，整個(gè)系統(tǒng)的耐雷水平也會(huì)大幅度提高。那么如何進(jìn)行輸電線路桿塔接地降阻呢？需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題；（1）水平和垂直接地體。（2）合理的使用降阻劑。（3）考慮工程施工的問(wèn)題。（4）及時(shí)對(duì)運(yùn)行開(kāi)展維護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

雷電是一種自然現(xiàn)象，它雖然雄偉壯觀，但是也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面的效果，比如會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、過(guò)電壓效應(yīng)等。同時(shí)，還會(huì)釋放出大量的電流和電壓，造成巨大的破壞，對(duì)人和物的安全造成很大的威脅。因此，有必要使用設(shè)備接地措施，這樣整個(gè)線路就會(huì)受到保護(hù)，跳閘的次數(shù)就會(huì)減少，變電站內(nèi)的電氣設(shè)備也得到了保護(hù)，最終整個(gè)電力系統(tǒng)會(huì)在安全、穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)作。本文就備接地措施對(duì)于輸電線路的防雷作用進(jìn)行了一系列探討，希望對(duì)大家有所幫助和借鑒。

[1]吳曉兵.輸電線路桿塔接地及防雷技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（12）.

[2]呂官?gòu)?qiáng).探討電力輸電線路防雷接地技術(shù)[J].科技與生活，2010（19）.

[3]杜澍春.關(guān)于輸電線路防雷計(jì)算中若干參數(shù)及方法的修改建議[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（12）.