淺談輸電線路的防雷接地設計要點及維護對策

引言：本文闡述了輸電線路的防雷接地設計要點，介紹了輸電線路防雷接地裝置的功能，提出了加強輸電線路防雷接地設計及維護對策。

輸電線路的防雷接地裝置是輸電線路重要組成部分，是接地體與接地引下線總稱。接地電阻指接地體散流電阻、接地引下線電阻和接觸電阻的總和，其作用是確保雷電流可靠泄入大地、保護線路設備絕緣、減少線路雷擊跳閘、提高運行可靠性和避免跨步電壓產(chǎn)生的人身傷害。

一、輸電線路的防雷接地設計要點

1.1 避雷器的設計。從實際防雷接地改造工作中發(fā)現(xiàn)，接地電阻的運用常無法達到理想的防雷效果，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，防止輸電線路燒毀、跳閘等問題的出現(xiàn)。通常，輸電線路管理維護人員需要結合線路所在區(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。

1.2 避雷針的設計。在防雷接地設計中，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。當前，對于經(jīng)常出現(xiàn)雷擊的區(qū)域采用負角保護針，該保護針為上翹30°長約2.4M的屏蔽針，將這種保護針設置于輸電線路的兩邊相，可與導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。

1.3 避雷線的設計。輸電線路設計中通過架設避雷線可有效地屏蔽導線，將雷電產(chǎn)生的電流分解成不同的支電流，由此防止對導線造成直接性的破壞。在設計方案中應該把避雷線敷設在導線之上，避雷線的保護范圍較廣，可將其作為輸電線路的主要保護裝置。但是，在避雷線分布時應根據(jù)不同的對象合理布置，如：大于220 kV的線路應沿全線架設雙避雷線，110kV線路沿全線架設單避雷線，35kV線路不沿全線架設避雷線。

1.4 接地電阻的設計。通過降低鋼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，大大減弱強電流對輸電線路造成的危害。根據(jù)電力研究的標準顯示，接地電阻越小，雷擊時桿（塔）頂電位越低，對線路產(chǎn)生的過電壓則更小，顯著增強了輸電線路的抗雷水平。

1.5 自動重合的設計。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計的一個關鍵。當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。在輸電線路中不僅要設置防雷保護裝置，也應該添加自動重合閘。在故障跳閘之后盡快合閘，自動重合閘可恢復正常的電力系統(tǒng)運行，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。

二、輸電線路防雷接地裝置的功能

2.1 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準，對輸電線路的維護管理有一定的指導作用。在測量方面，接地電阻有輔助地極測接地電阻的性能，如運用雙鉗口非接觸測量技術無需打輔助地極可以讓輸電線路的在線測量成為現(xiàn)實。

2.2 接地裝置。接地裝置包含：接地線、接地體兩種結構，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。

2.3 接受裝置。防雷是將自然雷電進行某種形式的轉換，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體現(xiàn)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。比較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。

2.4 引電裝置。即通常所說的“引下線”，引下線實際屬于一類導體裝置，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。防雷裝置中運用的引下線在機械強度、耐腐蝕、熱穩(wěn)定等方面都能達到標準要求，是輸電線路防雷裝置里不可缺少的組成部分。

三、加強輸電線路防雷接地設計及維護對策

3.1 實時管理，及時檢修。一般情況下，輸電線路維護期間要采取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，電力部門要強化防雷技術的運用，以先進的維護技術來優(yōu)化線路管理效率。電力單位要深刻認識到增強線路的防雷性能，減小線路的雷擊跳閘率等是輸電線路維護的根本任務。因此，需要對防雷設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。

3.2 加強防雷接地裝置的定期清潔維護。在日常管護過程中，定期清掃線路、擦拭變壓器、斷路器等設備的絕緣子、絕緣套管等，同時，還要根據(jù)線路經(jīng)過區(qū)域的雷電活動的強弱特點、地形地貌特點等，清理線路周圍的障礙物，加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測等，強化管護措施，以降低、減少或避免雷電沖擊對輸電線路造成的危害。

3.3 增強降阻力度。因為我國的土地面積廣闊，自然環(huán)境也就相對比較復雜，不同的地區(qū)由于環(huán)境的不同，導致土壤的水分含量也就不同。這樣就要增強輸電線路的抗雷擊水平，其中最有效的辦法就是降低桿塔的接地電阻。在土壤電阻率較高的地區(qū)，施工和設計人員應該提高桿塔的埋設深度還可以延長接地極的應用。通過以上所述的方法，能夠有效的增強線路的降阻力度，提高輸電線路的安全性，降低因線路遭受雷擊而造成的經(jīng)濟和社會損失。

3.4 增加避雷線。在輸電線路中鋪設相應的避雷線能夠起到很好的避雷效果，避雷線可以避免雷擊帶來的損失。在進行避雷線鋪設時還應該考慮到當?shù)刈匀画h(huán)境以及發(fā)生雷電的天數(shù)，如果雷電發(fā)生的概率較大，在該地區(qū)最好采用雙避雷線的鋪設手段，這樣能夠有效地隔離雷電。在進行設備的鋪設時還應該控制好避雷角的大小，避雷角度越小越有利與線路的保護。

3.5 提高輸電線路絕緣能力。在進行絕緣設計時首先應該把輸電線路的絕緣強度控制在一定的范圍之內(nèi)。要選擇自潔性能較高的絕緣子材料，這樣能夠提高輸電線路的防雷能力。另外，要擴大接地體的鋪設范圍，這樣在一定程度上能夠加大電流在地面上的泄放面積，在進行施工時可以在周圍鋪設等距離的銅質(zhì)管道，在將這些銅管焊接起來，這樣就能夠增強輸電線路的絕緣能力。

3.6 安裝合適的避雷器。在進行避雷線的設計時可以將避雷針放置到高壓輸電線路上，這樣當雷擊產(chǎn)生時，避雷針就可以將設備受到的電流傳輸?shù)降叵?，從而起到對輸電線路的保護作用。除此之外，當避雷器電壓低于塔桿和導線電位差時，避雷器就可以將電壓自動分流，避免出現(xiàn)絕緣子閃絡的現(xiàn)象。

結束語

隨著電網(wǎng)建設、改造力度的加大，輸電線路的安全問題也成為影響電力升級改造的一大制約因素。如何切實有效地制定及改善輸電線路的防雷接地措施，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的必要條件。為了避免輸電線路受到破壞，我們應根據(jù)輸電線路的路徑設計科學合理的防雷接地方案，為輸電線路的正常運行提供保障。

參考文獻

[1]黃瑞梅.輸電線路防雷接地技術研究[J].水電能源科學.2009.

[2]張世亮.架空輸電線路接地裝置設計中的幾個要點[J].企業(yè)技術開發(fā).2010.

（作者單位：國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾供電公司）

作者簡介

毛國利，男，蒙古族，大專學歷，1970年出生，工程師，現(xiàn)從事輸變電技術管理工作。