架空輸電線路的防雷與接地思考

陳向軍

摘要：現(xiàn)如今，架空輸電線路的高度相對(duì)較高，傳輸電壓大，所以很容易發(fā)生雷擊。為了降低線路發(fā)生雷擊之后的跳閘率，提升線路的供電安全可靠性與穩(wěn)定性，進(jìn)一步優(yōu)化線路經(jīng)濟(jì)效益，從根本上提升防雷水平，架空輸電線路防雷的關(guān)鍵就在于桿塔接地設(shè)計(jì)上，降低桿塔接地電阻可以減小線路在發(fā)生雷擊之后的跳閘率。鑒于此，文章主要分析架空輸電線路的防雷與接地設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路;防雷;接地

架空輸電線路的安全穩(wěn)定性受到線路施工、設(shè)計(jì)與周邊環(huán)境等諸多因素的影響，從而影響到架空輸電線路性能的提升，所以要依照施工具體情況來考量有關(guān)因素，行之有效針對(duì)架空輸電線路的防雷及接地進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)槿康姆览讓?duì)策都無法離開接地，所以做好接地設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，要做好架空輸電線路防雷設(shè)計(jì)防護(hù)工作，保障接地裝置的完善性，防護(hù)好絕緣線路的有關(guān)設(shè)備，降低雷電對(duì)線路的影響，從根本上保障架空輸電線路正常、安全地運(yùn)行。

一、現(xiàn)階段架空輸電線路受雷擊跳閘的主要因素

（一）線路設(shè)計(jì)因素

隨著國內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)速度的加快，使得線路設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)時(shí)間緊且工作任務(wù)比較重的情況，在這種情況下，架空輸電線路的設(shè)計(jì)工作比較容易出現(xiàn)實(shí)際勘測和設(shè)計(jì)不到位的情況。這樣就會(huì)使得架空輸電線路對(duì)于雷擊情況的耐受性產(chǎn)生了不良的影響，進(jìn)而就會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象[1]。

（二）線路環(huán)境因素

對(duì)于架空輸電線路來說，來自于自然環(huán)境方面的影響是比較多也比較嚴(yán)重的，造成這樣的情況，其主要的原因來自于架空線路自身，因?yàn)榧芸蛰旊娋€路會(huì)暴露在自然環(huán)境當(dāng)中，因此，地形、天氣、土壤電阻率等等許多因素都會(huì)對(duì)線路造成不良的影響[2]。

（三）線路施工因素

架空輸電線路在實(shí)際的施工過程也會(huì)對(duì)受雷擊跳閘的現(xiàn)象產(chǎn)生一定的影響，例如在一些交通不便的區(qū)域當(dāng)中，或者是土壤電阻率比較高的山區(qū)，這些都給正常的施工開展工作造成了一定的困難，在這種極其惡劣的環(huán)境之下，相關(guān)的工作人員在實(shí)際的施工過程中就比較容易出現(xiàn)施工不達(dá)標(biāo)等等現(xiàn)象，例如不按圖紙進(jìn)行施工或者回填土不符合相關(guān)的要求等，使得架空輸電線路施工工程整體的質(zhì)量降低。

二、做好架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)的措施

（一）對(duì)線路加裝避雷器

目前，應(yīng)用最廣泛的要數(shù)金屬氧化物避雷器，其成分主要為氧化鋅，可以直接減小絕緣導(dǎo)線雷擊擊斷發(fā)生的概率，然而也存在諸多問題：①避雷器的防護(hù)范圍較小，一般都只安裝避雷器的一級(jí)桿塔來進(jìn)行防雷保護(hù);②氧化鋅避雷器長時(shí)間處在工頻電壓下來進(jìn)行工作，加快了避雷器老化的情況;③避雷器使用與維護(hù)方面的成本相對(duì)較高;④很多避雷器在出現(xiàn)故障的時(shí)候，一般很難從外觀進(jìn)行分辨，從而加大故障排除的難度。整體而言，運(yùn)用氧化鋅避雷器將工頻續(xù)流阻斷，這樣可以有效阻止線路雷擊后發(fā)生過電壓情況。此外，桿塔安裝的成本較高，需要長時(shí)間承受來自工頻方面的電壓，導(dǎo)致閥片加速老化的情況時(shí)有發(fā)生。

（二）提升線路的絕緣水平

為了從根本上提高線路的絕緣水平，可以實(shí)施以下幾點(diǎn)：①運(yùn)用加大絕緣子的耐雷沖擊力，來提高線路的絕緣水平。目前，最為常用的絕緣子材質(zhì)為復(fù)合材料絕緣子、玻璃絕緣子與瓷絕緣子。②加大電弧爬距，來減小建弧率。因?yàn)槔纂姸鴮?dǎo)致工頻續(xù)流，因?yàn)殡娀∨谰噙^長而不能建弧的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。③運(yùn)用絕緣橫擔(dān)替換鐵橫擔(dān)。合理運(yùn)用玻璃鋼橫擔(dān)、復(fù)合絕緣橫擔(dān)與瓷橫擔(dān)，可以顯著提高線路的絕緣水平。為了從根本上提高線路的絕緣水平，在同塔多回線路不平衡絕緣設(shè)計(jì)的時(shí)候，通過絕緣水平布置，在線路中增設(shè)一回耐張的絕緣子片，或在配網(wǎng)線中安裝絕緣橫擔(dān)，或?qū)⒋山^緣子替換成硅橡膠絕緣橫擔(dān)，以此從根本上提高線路的絕緣程度，該種方式的防雷成效最為優(yōu)越。

（三）優(yōu)化塔頭結(jié)構(gòu)

在解決山區(qū)架空輸電線路防雷問題的時(shí)候，要將重點(diǎn)放在桿塔接地電阻上，并合理優(yōu)化塔頭結(jié)構(gòu)，以此來為優(yōu)化輸電線路的防雷性能。其主要展現(xiàn)在：①在設(shè)置山區(qū)架空輸電線路桿塔接地電阻的時(shí)候，要在替換接地方式、強(qiáng)化成套接地極使用力度的共同作用之下，來減小桿塔接地電阻，保障設(shè)置的科學(xué)性，以此來達(dá)到山區(qū)架空輸電線路防雷工作的實(shí)際需求;②在考慮到山區(qū)架空輸電線路塔身、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的基礎(chǔ)上，合理改善塔頭結(jié)構(gòu)，加大導(dǎo)地線間、導(dǎo)線間、導(dǎo)線針對(duì)桿塔構(gòu)件之間的凈空距離，從根本上降低建弧率，便可以減小山區(qū)架空輸電線路出現(xiàn)雷擊的概率。

（四）安裝防雷絕緣子

如果在架空輸電線路周邊出現(xiàn)雷擊，使短時(shí)間內(nèi)發(fā)生很高的電壓，這屬于過電壓，這樣勢(shì)必會(huì)引發(fā)線路斷線事故，對(duì)電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定性十分不利。為了規(guī)避該類現(xiàn)象，可以選用防雷絕緣子的安裝方式，可以吸收到因?yàn)槔讚舳霈F(xiàn)的能量，有效預(yù)防高壓線路發(fā)生顯著的過電壓。防雷絕緣子的類型較多，主要有耐張絕緣子、橫擔(dān)式與支柱式等，這些都有著良好的使用效果，其運(yùn)用擴(kuò)大放電間隙來加大防護(hù)線路的效果。在運(yùn)用的時(shí)候，要結(jié)合具體情況來選擇，并制定適宜的安裝間距，加大防雷水平。

（五）安裝并聯(lián)保護(hù)間隙

在出現(xiàn)雷擊跳閘后，由于閃絡(luò)基本上都出現(xiàn)在絕緣子串上，因此絕緣子串為雷害中最易于受損的部件。如果絕緣子串在發(fā)生雷擊后出現(xiàn)永久性故障，線路發(fā)生跳閘而導(dǎo)致重合閘不成功，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致線路發(fā)生停運(yùn)，從而引發(fā)十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。防護(hù)絕緣子串不發(fā)生損害的關(guān)鍵器件為并聯(lián)保護(hù)間隙，其在碰到雷擊的時(shí)候，比被防護(hù)的絕緣子串放電快，從而避免受到雷電流的損害。因?yàn)樵摲N方式需要搭配重合閘規(guī)避失電的“疏通型”防雷方式，因此無法實(shí)現(xiàn)規(guī)避與降低跳閘率的功能。

結(jié)語：

綜上所述，在我國電力技術(shù)水平不斷進(jìn)步的情況下，架空輸電線路的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)的條件，但是架空輸電線路經(jīng)常會(huì)受到各種因素的干擾，引發(fā)雷擊現(xiàn)象，導(dǎo)致輸電線路無法正常運(yùn)行。在這種情況下，相關(guān)工作人員需要從整體和細(xì)節(jié)角度同時(shí)出發(fā)，全面提升架空輸電線路防雷性能，切實(shí)保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]王學(xué)軍.淺析架空輸電線路的防雷與接地設(shè)計(jì)[J].智能城市，2020，v.6（06）：91-92.

[2]王鋒.架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)探析[J].信息周刊，2019，000（043）：P.1-1.

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