架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)探析

張馮碩

摘 ?要：架空輸電線路是電力供應(yīng)所采用的最主要的輸電方式，在電力系統(tǒng)中起到非常重要的作用。但架空輸電線路通常設(shè)置在露天環(huán)境中，容易受到雷擊等氣候條件的影響，使得架空輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的事故，導(dǎo)致輸電線路無法正常運(yùn)行，相應(yīng)的電力系統(tǒng)也受到一定影響。對(duì)此，文章將重點(diǎn)分析架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)，希望對(duì)于架空輸電線路防雷擊有所助益。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路;防雷;接地;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM862 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0012-01

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，人們的生產(chǎn)生活中用電越來越多。此情況下，為滿足廣大人民群眾的用電需求，輸電線路就要朝著大型化、高空化的趨勢(shì)發(fā)展。想要達(dá)到這一目的，需要優(yōu)化架空輸電線路。從目前架空輸電線路運(yùn)行情況來看，的確有很多優(yōu)點(diǎn)，如成本低、易檢修、易施工等。但其設(shè)置在露天環(huán)境中，容易遭到雷擊，使其無法正常運(yùn)行，降低架空輸電線路的應(yīng)用性。所以，優(yōu)化設(shè)計(jì)架空輸電線路防雷與接地，提高架空輸電線路防雷擊性能，使其長期安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

1 ?架空輸電線路雷擊情況分析

1.1 ?架空輸電線路雷擊跳閘的分析

通常，架空輸電線路雷擊跳閘主要表現(xiàn)為兩種形式。①雷電直接擊中架空輸電線路或其桿塔，在輸電線路內(nèi)產(chǎn)生電壓，使線路電壓加大，增加線路電阻，促使線路的安全性和穩(wěn)定性受到威脅。②雷電在架空輸電線路附近產(chǎn)生作用，形成電磁感應(yīng)，使輸電線路受到電磁干擾，如此輸電線路必然會(huì)受到影響，使線路跳閘[1]。

1.2 ?導(dǎo)致架空輸電線路雷擊跳閘的原因分析

綜合分析架空輸電線路雷擊跳閘的情況，可以確定導(dǎo)致此種情況發(fā)生的主要原因是：

①自然因素。通常架空輸電線路設(shè)置在露天環(huán)境中，會(huì)受到各種自然環(huán)境的影響。尤其是我國各個(gè)地區(qū)自然環(huán)境差異較大，設(shè)置在不同地區(qū)的架空輸電線路容易受到不同環(huán)境、不同地質(zhì)條件的影響，使架空輸電線路安全性、穩(wěn)定性、有效性降低。②架空輸電線路的設(shè)計(jì)因素。一些電力設(shè)計(jì)單位在架空輸電線路設(shè)計(jì)中出現(xiàn)勘察不到位、設(shè)計(jì)過于理想化、細(xì)節(jié)規(guī)劃不合理等情況，均會(huì)影響架空輸電線路的具體應(yīng)用，使其容易遭受雷擊等情況發(fā)生。③架空輸電線路的施工因素。架空輸電線路的施工，需要結(jié)合實(shí)際情況、施工圖紙以及施工要求，規(guī)范、合理的展開施工。但一些施工人員在架空輸電線路施工過程中，如若出現(xiàn)填土不規(guī)范、接地裝置不合理、施工細(xì)節(jié)處理不佳等問題，導(dǎo)致架空輸電線路設(shè)置不佳，容易遭到雷擊等其他情況出現(xiàn)[2]。

2 ?架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)

為了切實(shí)有效的避免架空輸電線路雷擊情況的出現(xiàn)，規(guī)范、合理的進(jìn)行架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)，優(yōu)化架空輸電線路，如此才能盡可能的避免輸電線路遭雷擊，提高輸電線路運(yùn)行效果。

2.1 ?架空輸電線路的防雷與接地技術(shù)

2.1.1 ?耐雷水平和雷擊跳閘率

我國對(duì)于輸電線路的防雷水平，主要是使用耐雷水平和雷擊跳閘率作為標(biāo)準(zhǔn)。而線路絕緣能承受的最大直擊雷電流幅值就是耐雷水平，其計(jì)算表達(dá)式為：

I■

式中：k表示為耦合系數(shù);β表示為分流系數(shù);L■表示為桿塔等值電感;h■表示為線路對(duì)地高度。

而對(duì)于雷擊跳閘率的計(jì)算，則是利用以下公式：

n1=ngδηP1;n2=ngPaηP2

式中：δ 表示為擊桿率;η表示為建弧率;Pa ?表示為線路繞擊率。

利用以上耐雷水平和雷擊跳閘率公式來計(jì)算架空輸電線路的耐雷水平和雷擊跳閘水平，為優(yōu)化設(shè)計(jì)架空輸電線路防雷與接地創(chuàng)造條件。

2.1.2 ?接地電阻

接地電阻也是判斷架空輸電線路防雷性能的重要指標(biāo)。因?yàn)榻拥仉娮枘軌蛳鄬?duì)準(zhǔn)確的表現(xiàn)金屬接地電阻和散流電阻。而金屬接地電阻又是架空輸電線路中沖擊電流與電壓共同作用而形成;散流電阻則是雷電波形和幅值變化而形成的。對(duì)架空輸電線路進(jìn)行金屬接地電阻和散流電阻測(cè)量，便可以了解架空輸電線路接地電阻，以此為依據(jù)來合理設(shè)計(jì)架空輸電線路，可以大大提高輸電線路的安全性和穩(wěn)定性[3]。

2.2 ?架空輸電線路的防雷與接地設(shè)計(jì)

2.2.1 ?架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)

對(duì)于架空輸電線路防雷設(shè)計(jì)而言，其需要從根本上解決雷擊跳閘率的問題。因此，所落實(shí)的具體設(shè)計(jì)工作包括：

①優(yōu)化設(shè)計(jì)避雷線的設(shè)計(jì)。架空輸電線路中合理設(shè)計(jì)避雷線，可以在一定程度上預(yù)防輸電線路遭受雷擊的可能。就以往架空輸電線路避雷線設(shè)置情況來看，架空輸電線路避雷線應(yīng)用效果與桿塔高度、保護(hù)角大小有關(guān)。因此，在具體設(shè)計(jì)架空輸電線路的避雷線時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，合理設(shè)置桿塔高度、保護(hù)角的角度，以便優(yōu)化使用避雷線。②安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置。在架空輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置是一種比較安全的防雷設(shè)計(jì)。但要想使此裝置充分發(fā)揮作用，則需要了解當(dāng)?shù)乩讚羟闆r，進(jìn)而合理安裝和調(diào)試自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置，促使其能夠在雷電閃絡(luò)之后自動(dòng)進(jìn)行重合，使輸電線路快速恢復(fù)正常，促使輸電線路良好運(yùn)行。③加裝耦合地線。為了盡可能的避免架空輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的情況，加裝耦合地線也是一種非常有效的辦法。加裝耦合地線的具體措施是在架空輸電線路經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘的位置，增加耦合地線，使其在架空輸電線路運(yùn)行中發(fā)揮耦合作用和分流作用，適當(dāng)?shù)臏p少輸電線路線的接地電阻，使其對(duì)輸電線路的影響較小，提高架空輸電線路的安全性、穩(wěn)定性，為防范雷擊創(chuàng)造條件[4]。

2.2.2 ?架空輸電線路的接地設(shè)計(jì)

對(duì)于架空輸電線路接地方面的設(shè)計(jì)，則要注意以下幾點(diǎn)。①做好架空輸電線路桿塔接地的設(shè)計(jì)。因架空輸電線路桿塔接地情況對(duì)架空輸電線路防雷擊性能有一定影響。為了避免架空輸電線路遭到雷擊，在設(shè)計(jì)架空輸電線路桿塔接地時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)置架空輸電線路的區(qū)域進(jìn)行沿線雷電活動(dòng)情況的調(diào)查，掌握雷擊頻發(fā)地段，進(jìn)而合理規(guī)劃架空輸電線路桿塔的設(shè)置方案。與此同時(shí)，工作人員還要對(duì)線路桿位的土壤電阻率進(jìn)行逐級(jí)測(cè)量，獲得準(zhǔn)確的線路桿塔的土壤電阻率值，為合理設(shè)計(jì)桿塔提供依據(jù)。②適當(dāng)降低輸電線路接地電阻。架空輸電線路接地電阻控制不當(dāng)，會(huì)對(duì)整個(gè)輸電線路的運(yùn)行造成一定不良影響。在架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注意適當(dāng)降低架空輸電線路接地電阻。具體的做法是根據(jù)架空輸電線路所在區(qū)域土壤電阻率情況，合理選用接地方式，如放射形接地方式、連續(xù)伸長接地體方式、外引接地方式等。在此基礎(chǔ)上，合理進(jìn)行輸電線路接地，提高輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。③正確使用降阻劑。架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)中，還要注意控制降阻劑的使用。為了使降阻劑在架空輸電線路中發(fā)揮作用，在設(shè)計(jì)降阻劑應(yīng)用的過程中，需要了解架空輸電線路接地情況以及線路接地所要達(dá)到的目的，進(jìn)而合理設(shè)計(jì)降阻劑，促使其可以適當(dāng)增加分散電流范圍[5]。

3 ?結(jié) ?語

綜合當(dāng)前我國架空輸電線路運(yùn)行情況來看，架空輸電線路的有效應(yīng)用，為促進(jìn)電力系統(tǒng)良好供電提供了條件。但設(shè)置在露天環(huán)境中的架空輸電線路容易遭到雷擊，引發(fā)雷擊跳閘事故，使輸電線路無法正常運(yùn)行，影響電力系統(tǒng)供電。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)對(duì)架空輸電線路防雷方面和接地方面予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高架空輸電線路防雷性能，所以，應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)架空輸電線路防雷與接地。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 凌坤.架空輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)探討[J].大科技，2014，（27）.

[3] 劉庭磊.架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)研究[J].數(shù)字化用戶，2014，（14）.

[4] 趙振華，王宇.架空輸電線路防雷接地的設(shè)計(jì)探討[J].數(shù)位時(shí)尚（下半月），

2014，（5）.

[5] 楊雨來，錢歸.架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)和接地設(shè)計(jì)[J].商品與質(zhì)量·

理論研究，2014，（6）.