輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)與維護(hù)措施研究

任海濤

（國網(wǎng)四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)與維護(hù)措施研究

任海濤

（國網(wǎng)四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

電力系統(tǒng)的輸電線路處于室外，很容易受到環(huán)境因素的影響，特別是雷電天氣，輸電線路以及線路上安裝的設(shè)備受到雷擊，就會(huì)導(dǎo)致線路運(yùn)行中斷。輸電線路的良好運(yùn)行狀態(tài)是要確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。為了避免輸電線路受到雷電的干擾，就要對(duì)其進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)，以確保輸電線路運(yùn)行中不會(huì)受到雷電的影響而導(dǎo)致線路和設(shè)備受到損害。本文針對(duì)輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)與維護(hù)措施展開研究。

輸電線路；防雷措施；接地設(shè)計(jì)；維護(hù)

中國地域廣闊，不同的地區(qū)氣候狀況都會(huì)有所不同。輸電線路以長距離電力傳輸為主，且線路在高壓環(huán)境下運(yùn)行，如果處于雷電環(huán)境中，輸電線路以及線路所連接的電氣設(shè)備就會(huì)受到影響。當(dāng)雷電在輸電線路的周圍形成磁場(chǎng)之后，會(huì)導(dǎo)致輸電線路上所連接的設(shè)備產(chǎn)生放電效應(yīng)，甚至因此而造成輸電線路損壞，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。鑒于輸電線路長期處于室外環(huán)境中，雷雨天氣運(yùn)行是不可避免的。要確保輸電線路在雷電天氣時(shí)依然處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，就要充分認(rèn)識(shí)到輸電線路采取防雷接地措施的必要性，做好輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)工作，同時(shí)還要進(jìn)行必要的技術(shù)維護(hù)，以確保防雷接地效果良好。

一、輸電線路采取防雷接地措施的必要性

（一）輸電線路在雷電環(huán)境中容易遭到雷擊而引發(fā)故障

輸電線路由導(dǎo)線、地線、接地裝置和絕緣子串等構(gòu)成。其中，絕緣體是確保輸電線路電能傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。如果輸電線路進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)，且即便是采取了防雷措施，但是沒有實(shí)施有效的維護(hù)工作，就會(huì)導(dǎo)致輸電線路在雷電天氣由于雷擊而引發(fā)跳閘故障，如果此時(shí)輸電線路正處于運(yùn)行狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致電能傳輸受到干擾。

（二）雷電會(huì)導(dǎo)致輸電線路過熱而引發(fā)重大事故

雷電包括直擊雷、傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷，其中對(duì)輸電線路破壞力最強(qiáng)的是直擊雷，其所釋放的電流，哪怕僅僅持續(xù)幾微妙，也會(huì)在空氣中形成電磁波而導(dǎo)致脈沖電壓產(chǎn)生。在輸電線路附近如果存在這種電磁波，就會(huì)通過傳輸線路與電氣設(shè)備接觸而導(dǎo)致電氣設(shè)備處于過電壓狀態(tài)下運(yùn)行。由于過電壓導(dǎo)致電氣設(shè)備過熱，就會(huì)使得設(shè)備產(chǎn)生故障。如果因此而導(dǎo)致輸電線路過熱而沒有及時(shí)處理，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)。受到直擊雷的影響，地電位會(huì)被抬高，輸電線路上所連接的電氣設(shè)備受到威脅，甚至?xí)＜暗饺松戆踩?。與直擊雷相比，傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷的威脅力是比較弱的，但是擊中傳輸線路或者線路附近的區(qū)域，也會(huì)因過電壓產(chǎn)生通過線路損壞電氣設(shè)備。

（三）接地設(shè)計(jì)可以有效地預(yù)防輸電線路被雷擊

當(dāng)輸電線路處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，由于線路遭到雷擊會(huì)導(dǎo)致跳閘故障發(fā)生，在輸電線路的總跳閘事故中超過2/3。要確保輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，使其因雷電事故而引發(fā)的跳閘率降低，就要采取必要的防雷措施，接地設(shè)計(jì)是輸電線路預(yù)防雷擊的有效措施。輸電線路為架空線路，則可以將桿塔充分地利用起來，經(jīng)過技術(shù)處理后使其發(fā)揮雷電導(dǎo)流的作用，輸電線路得到了保護(hù)，而避免發(fā)生跳閘事故。輸電線路做好防雷接地設(shè)計(jì)工作，可以提高防雷能力，確保輸電線路處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

二、輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)

要確保輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，就要對(duì)輸電線路的各項(xiàng)防雷裝置進(jìn)行研究，確保輸電線路上所安裝的每一個(gè)裝置經(jīng)過技術(shù)處理后，都能夠發(fā)揮防雷作用。

（一）避雷裝置的設(shè)計(jì)

輸電線路的避雷裝置有很多，包括避雷線、避雷針、避雷器等等。這些避雷裝置如果在輸電線路上合理安裝，就會(huì)有效地發(fā)揮防雷作用。

1.避雷線

避雷線的防雷作用在于對(duì)雷電引發(fā)輸電線路產(chǎn)生的過電流進(jìn)行分流，使得輸電線路的安全系數(shù)有所提高。在輸電線路的防雷接地設(shè)計(jì)中，需要在輸電線路的導(dǎo)線上敷設(shè)避雷線，以使其能夠在不同的電壓環(huán)境下很好地運(yùn)行。如果輸電線路為220kV線路，就要沿著輸電線路的全線將110kV的雙避雷線構(gòu)建起來，如果輸電線路的電壓低于220kV而超過了110kV，設(shè)計(jì)單避雷線就可以起到防雷接地的作用。對(duì)于35kV的輸電線路，就不需要在整個(gè)的輸電線路上安裝避雷線了。

2.避雷針

對(duì)輸電線路防雷接地，常見的防雷裝置就是避雷針。與建筑物上所安裝的避雷針有所不同，輸電線路上所安裝的避雷針屬于是轉(zhuǎn)移雷電的裝置，主要是在雷電天氣對(duì)擊中輸電線路的電流起到轉(zhuǎn)移的作用。如果是雷電頻繁發(fā)生的區(qū)域，就需要選用上翹30°的避雷針，在輸電線路的兩端安裝完畢，就要與導(dǎo)線上的避雷針構(gòu)成了輸電線路的防雷設(shè)備。

3.避雷器

一些輸電線路會(huì)采用接地電阻進(jìn)行防雷。雖然接地電阻起到一定的防雷作用，但是，防雷接地設(shè)計(jì)普遍趨于理想化而使得防雷設(shè)計(jì)存在一定的缺憾。進(jìn)行避雷器設(shè)計(jì)，就是所選用的電阻避雷器為非線形的，在塔桿上與避雷器并聯(lián)，當(dāng)輸電線路遭到雷擊后，會(huì)在串聯(lián)間隙開始放電，可以避免輸電線路上所連接的絕緣子由于線路過熱而遭到損壞。這就需要工作人員對(duì)輸電線路的所處環(huán)境深入地了解，以使避雷器所安裝的位置能夠有效地發(fā)揮防雷作用，從而提高輸電線路的雷電抵抗能力。

（二）接地電阻的設(shè)計(jì)

接地電阻就是所有的接地體對(duì)地電阻的集合體。電阻的大小是對(duì)對(duì)接地裝置的有效性進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)。對(duì)輸電線路的運(yùn)行起到了一定的管理控制作用，還能夠?qū)旊娋€路以有效維護(hù)。對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量，對(duì)地極測(cè)接地電阻起到一定的輔助作用，使其性能充分地發(fā)揮出來。接地電阻要能夠發(fā)揮防雷作用，就要促使接地電阻降低。技術(shù)處理上，就是根據(jù)電流原理，當(dāng)輸電線路的電流降低的時(shí)候，電阻也會(huì)相應(yīng)地減小，接地電阻的防雷效果就會(huì)提升，此時(shí)，輸電線路上所安裝避雷裝置的性能就會(huì)有所提升。之所以可以將桿塔的避雷作用充分地利用起來，就是由于塔桿的倒流接地作用使然，隨著塔桿的頂電位降低，接地電阻也會(huì)相應(yīng)地降低，有效地提升了接地電阻的防雷能力。

（三）自動(dòng)重合閘的設(shè)計(jì)

自動(dòng)重合閘如果設(shè)計(jì)合理，也能夠起到一定的防雷作用。自動(dòng)重合閘在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合的過程中，會(huì)在瞬間斷電后快速恢復(fù)供電，可以有效地避免斷電事故發(fā)生。也就是說，如果因?yàn)槔讚舳沟梅览籽b置啟動(dòng)，瞬間的啟動(dòng)可以降低輸電線路遭到雷擊的幾率。由于輸電線路可以在短時(shí)間內(nèi)容恢復(fù)供電，避免了給客戶帶來損失。但是，突然斷電和瞬間恢復(fù)供電，使得輸電線路的瞬時(shí)電壓增大，很容易導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。因此需要在輸電線路中，對(duì)防雷設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以避免電氣設(shè)備因此而造成損害。在輸電線路上安裝自動(dòng)重合閥，可以實(shí)現(xiàn)斷電與重合閘的自動(dòng)操作，以確保持續(xù)而有效地供電，為電能用戶提供滿意的服務(wù)。

三、輸電線路防雷接地技術(shù)的維護(hù)

（一）對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，以使其防雷效果得以充分發(fā)揮

要提高防雷接地裝置的防雷效果，就要對(duì)防雷接地設(shè)計(jì)做好維護(hù)工作。引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，可以提高輸電線路防止雷擊的效果。比如，對(duì)輸電線路可以采用拉線分流的方法，不僅可以使接地線的導(dǎo)流作用能夠充分地發(fā)揮出來，而且還會(huì)使雷電流入大地的速率有所提高。此外，還可以將桿塔拉線與接地裝置并列連接起來，使接地面積擴(kuò)大，以使雷電能以塔桿為輸電通道快速地流入到大地中。

（二）對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行定期清理，以使裝置的能源消耗降低

輸電線路的防雷接地裝置處于室外，由于裝置的表面落有灰塵，就會(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣性能造成影響，而增加能源消耗。因此，要對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行定期清理，同時(shí)還要對(duì)線路進(jìn)行檢查。輸電線路所連接的各種電氣設(shè)備，包括斷路器、防雷接地裝置，都要做好管理和維護(hù)動(dòng)作，重視日常清理工作，以確保輸電線路能夠?qū)⒆陨淼男阅艹浞职l(fā)揮出來，避免由于雷電影響而對(duì)影響到輸電線路的正常運(yùn)行。

（三）對(duì)輸電線路實(shí)施管理工作，以確保線路防雷的有效性

輸電線路的防雷接地要獲得良好的效果，就要對(duì)輸電線路實(shí)施定期檢查工作，以使防雷接地中所存在的問題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以及時(shí)采取技術(shù)解決措施。特別是在雷電天氣時(shí)，更要對(duì)輸電線路做好維護(hù)工作，必要的時(shí)候還要進(jìn)行全面的檢修，以避免雷電天氣導(dǎo)致數(shù)顯線路遭到襲擊。

結(jié)語

綜上所述，輸電線路長期處于露天環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行，對(duì)環(huán)境的敏感度是非常高的。雷電天氣會(huì)由于雷電的放電效應(yīng)而導(dǎo)致輸電線路周圍形成電磁場(chǎng)，不僅影響到輸電線路，更會(huì)影響到輸電線路上所連接的設(shè)備。要使輸電線路的防雷接地設(shè)計(jì)發(fā)揮有效性，在選擇合適的防雷裝置的同時(shí)，還要做好維護(hù)工作，以確保防雷接地的有效性。

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