架空输电线路防雷与接地设计探析

架空输电线路防雷与接地设计探析

封昊昊, 周衡

国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司   江苏宿迁   223800

摘要：我国经济取得了快速发展，近年来，为了满足人民日益增长的电力需求，供电企业不断开展发电机组建设，建设了巨大的电网。架空输电线路是电力系统中非常重要的基础设施，它负责输电和输电，也是目前电力系统中使用最多、分布最广的设施。由于我国幅员辽阔，人口分布很密集，架空输电线路在输电线路的设置上往往采用架高，并且采用高压的形式进行输送。输电线路在日常运行的过程中经常会受到天气或者是气候的原因对其造成的影响，尤其是夏天的雷电对输电线路的影响是最大的。为了保证输电线路在日常的运行过程中的安全性和稳定性，架空输电线路的防雷和接地工作就显得尤为重要 。

关键词： 架空输电线路；防雷；接地设计

引言

  架空输电线路存在着许多影响因素，尤其是容易受到防雷和接地工作的影响，导致架空输电线路存在着不安全的现象，容易给人员和财产造成损失。因此，对架空输电线路防雷和接地设计措施的研究成为了热点，加强对其保护装置和防雷系统的研究，能够提高其供电可靠性，确保架空输电线路正常、稳定工作。

1防雷设计的必要性

架空输电线路已经被广泛使用，但在使用过程中，由于雷击等事件，往往会影响输电线路的安全运行。雷电属于自然现象，雷云放电通常是在云中或是云间进行的，只有很少一部分电子会对地发生，而雷云相对于其他云较低，再加上架空输电线路的周边没有任何的带其他电性的电荷云层，这样就会对在高空中的架空输电线路造成吸引，之后雷云电子被吸引且会形成电流，这些能够在很短时间内达到最大值，之后再逐渐地衰减下去，其冲击波和雷电流幅值也会达到最大值。当雷云在对其放电时，会随着绝缘皮进行横向电压，这样不仅会因为在雷击点的附近没有受到雷击的线路形成电压，而且会造成架空输电线路电压不平衡，导致跳闸并引发一系列的事故。雷击后电流也会通过输电线路的铁支架传递到地面，可能对当地的居民造成一定的危害。因此，110kV架空输电线路的防雷设计措施必不可少，必须要对110kV 架空输电线路进行防雷设计，保证架空输电线路能够正常、安全运行 。现如今，中国电力系统的输送电线路大部分都采用架空输电线路，通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来，从而能够实现电力的输送和交换等。所以，提高架空线路的防雷能力具有重要的作用，能够降低线路雷击跳闸率，也能够保证电力系统的安全运行。

2影响架空输电线路安全稳定的因素

2.1线路设计的影响

输电线路的科学设计是输电线路安全稳定的首要条件，在设计输电线路时，必须充分考虑输电线路周围的土壤环境和输电线路的气候条件、设计要求和设计目标对输电线路进行科学的设计。科学的输电线路的设计方案不仅能够有效地降低输电线路在运行过程中的故障。在进行设计的时候要充分做好输电线路上的绝缘体、电线塔以及引线等的科学合理布置，保证各个电力设施之间的安全距离和安全设计要求。

2.2环境方面的影响

输电线路上的环境影响巨大，输电线路周围的环境包括输电线路杆塔基础地面上的地基情况，以及输电线路周围多年的气候、突发环境。输电线路由于长期暴露在空气环境中，这就会产生很大的危险。在进行输电线路的设计时要充分考虑到输电线路的土壤环境的影响，土壤的电阻率对土壤有这非常重要的影响，这直接影响着土壤的电导率。

3架空输电线路防雷与接地设计策略

3.1防雷设计措施

  .1 更换新型的绝缘子绝缘材料的选择十分重要，它不仅影响传输性能，还影响抗雷击能力。所以，选择合适的新型绝缘子非常重要，必须根据实际情况选择合适的绝缘子，以便在绝缘子经常遭受雷击的地方进行一定的加固处理。新型绝缘子应由高分子复合材料制成，这种材料的抗电击性比传统的绝缘子更强。采用新型绝缘子在一定程度上优化了输电线路的效率，也降低了跳闸的风险，极大降低了抗雷击的风险。 2 选择合适的土壤和放置角度进行天然降压在山区进行施工放置输电设备时，一定要考虑天气、海拔等因素，以便为线路搭建和线路规划等提供便利。在施工时也要注意塔的高度和塔底的深度，也应该在其周围放置一些地电阻。要选择合适的角度去安放地电阻，因为接地电阻角度关系到抗电压的效果。对接地电阻应该避免在山和田的交界处、沼泽、湖泊、水库、峡谷的顺风口等地方安置。 3 做好后期的维护工作后期的维护工作也很重要，因为在后期可能出现雷击后绝缘皮软化、分化等现象；也要对设备进行定期维护和检查，防止设备出现老化。 4 架设耦合地线接地电阻可以保证纵向的电压降低及较小的流失量，具有良好的经济价值，也可以保证周围的居民不会形成跨步电压等，从而保证周围居民的生命安全。要进行架设耦合地线，就是在输电线导线的下面，多加一根用于接地的导线，来提高抗雷击的能力，同时也避免输电线路出现反击跳闸的现象。一般情况下，这种措施的使用只是针对接地电阻较高的输电线路。借助耦合地线，首先可以加强导线与地线两者的耦合效应，以便出现雷击现象时，线路能够发出更强的感应电压，以此缓解绝缘子串自身受到的冲击电压，保证其安全工作；其次，能够减小铁合金杆塔的分流系数，当接地电阻的数值达到一定界限之后，来自雷电的电流会由接地装置来散流，然后传输到大地，缓解塔的电压，增加抗雷击的上限；还有一点值得注意的是，在输电线两边的耦合地线，能够加强地线的屏蔽性能，有效避免雷电绕击事故的产生。在铺设耦合地线时，要根据杆塔结构来合理设计耦合地线的铺设线路，同时也要降低杆塔接地的电阻，具体来讲就是借助减小杆塔的冲击接地电阻，来提升抗雷击的能力，进而提升输电线路的抗雷能力 。该技术提升了 110 kV 架空输电线路的抗雷击能力，改变了接地电极的外形和埋入深度，从而需修改接地电阻值。降低杆塔接地电阻有 2 种方法，即水平外延接地和深埋式接地，水平外延接地一般针对区域中存在水平放射的情况，这种方法虽然能够有效提高抗雷击的能力，但会提高施工的成本；深埋式接地适用于土地电阻率十分低的时候，在土地条件允许的情况下，运用科学技术适当地加入降阻剂，现如今多采用新型的高分子骨架降阻剂来有效降低接地电阻。

3.2提升输电线路接地设计

输电线路的接地装置，首先在设计阶段，需要注意输电线路的接地装置。为了在设计阶段有效勘察输电线路周围的地理环境和气候环境，有效避免雷电冲击频繁的区域和环境，按照相关的要求科学、合理地对其进行设计。接地装置的另一项是在接地装置的地面导电体的处理上，导电体是埋在土壤中发挥工作的，导电体与土壤之间存在着电阻，接地电阻的大小影响着雷电的导通情况，在进行设计、安装的过程中要尽可能地将校接地电阻，在实际的施工过程中可以采用多种方式对接地电阻进行处理，例如外引接地、放射型接地或者是复合接地的方式进行处理，都能够有效地降低接地电阻。

 结束语

架空输电线路的安全稳定对电力系统至关重要，供电企业在实际施工过程中，既要考虑当地的气候，又要考虑地理条件，要注意、考虑多方面的因素，更需要考虑到设计、安装过程中对架空输电线路的防雷和接地的影响，采用合理有效的措施增加架空输电线路的防雷和接地效果，从而实现对整个输电线路的保护工作，提升电网系统的稳定性。

 参考文献：

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[2]丁洪民.浅谈架空输电线路防雷接地的设计要点[J].无线互联科技,2013(12):153-154.

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