架空输电线路的接地要求及防雷措施

郭春颖 周东宝

(国网冀北大厂县供电有限公司,河北廊坊 065300)

架空输电线路的接地要求及防雷措施

郭春颖 周东宝

(国网冀北大厂县供电有限公司,河北廊坊 065300)

本文在研究和分析架空线路防雷和接地系统原理的基础上,结合在架空线路上的新产品、新技术、新应用,分析架空输电线路的接地要求及防雷措施。为了确保电力系统的安全稳定运行,研究有效的防雷和接地保护措施有着十分重要的意义。

架空输电线路 接地 防雷

1 前言

我国主要的电力网络是35～110kV输供电网络，该网络主要承担面向广大用户提供电能的任务[1]。由于该网络经过的地形、地貌多样，有如蛛网般的网络结构非常复杂，线路的绝缘水平低，据统计，在该电压等级的电网中，雷击跳闸率居高不下，且经常发生导线遭受雷击的事故，给国民经济和人们生活带来严重的损失[2]。因此，为了确保电力系统的安全稳定运行，采取有效的防雷保护措施，对35～110kV供电网络的防雷保护进行分析和研究，寻求改进和完善的措施是非常有必要的[3]。

2 架空线路接地系统

2.1 架空线路杆塔接地的意义

架空线路杆塔接地的良好与否直接影响架空线路对雷害的承能力，对架空线路的平稳运行至关重要。通过大量的研究和实验，降低杆塔的接地电阻可以提高线路的耐雷水平，减少线路雷击跳闸概率是切实可行的。在施工过程中，由于施工不达标不规范或者接地体丢失导致的杆塔接地电阻过高而产生的雷击闪络事故很多，影响了电网的安全稳定运行。

2.2 架空线路杆塔接地的标准要求

对架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准D L/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、L/T621-1997《交流电气装置的接地》中都提出了具体的要求，是设计、安装和改造架空线路杆塔接地的依据。

2.3 架空线路杆塔接地电阻计算

架空线路杆塔的接地最主要的目的就是避免雷击过电压长久地施加在杆塔上，杆塔接地电阻计算应以降低冲击接地电阻为目的，但根据实际情况计算以工频接地电阻为参考，用工频接地电阻乘以冲击系数，即可计算出冲击接地电阻。

3 输电线路的防雷措施

3.1 架设避雷线、耦合地线

(1)架设避雷线；避雷线通常情况下都采用钢绞线(GJ)，随导线在杆塔上架设，并处于杆塔的最高处，起到了引雷的作用。并且避雷线通过金属线夹与杆塔的接地系统进行良好的连接。在超高压线路中，全部采用双避雷线，以减小避雷线的保护角，对导线起到更好的防护作用。保护角是影响输电线路绕击耐雷性能的重要因素之一。采用小保护角避雷线的架空线路，不易发生雷击导线的绕击事故。减小避雷线保护角，可以增大避雷线对导线的保护范围，提高对导线的屏蔽。在雷电流的作用下，可以减小可能发生的绕击电流，使雷击跳闸率减小。(2)架设耦合避雷线；避雷线是架设在导线上方的钢绞线，起到了防雷的作用。若线路所处地区雷害较频繁，可在导线下方加设一条钢绞线，这就是耦合避雷线。加设耦合避雷线可以提高线路的防反击雷的耐雷水平。原因是耦合避雷线可以对上方避雷线进行分流，使雷电流通过上下避雷线泄入大地，另一个原因就是耦合避雷线可以增加导线和避雷线的耦合作用，是杆塔遭受雷击时，导线上形成更高的感应电压，减小绝缘子的冲击压力。避免发生绝缘子的绝缘击穿，从而引发跳闸事故。

3.2 降低杆塔接地电阻、加强绝缘,更换新型绝缘子

(1)降低杆塔接地电阻；杆塔电阻的高低水平对于架空线路的防雷水平的影响很大。降低杆塔接地电阻水平可以有效的降低雷击闪络和线路跳闸。降低杆塔的接地电阻，当杆塔顶端遭受雷击时，顶端电位的升高降低，从而绝缘子受到的冲击电压也降低，避免了线路因绝缘击穿而发生跳闸事故。降低杆塔的接地电阻是提高线路耐雷水平和防止反击的最基本措施。设计规范中规定杆塔的接地电阻一般小于10Ω。(2)加强绝缘，更换新型绝缘子；增加绝缘子片数可以增加线路的绝缘水平，使发生雷击时，线路的绝缘不易被击穿，避免发生跳闸事故。并且绝缘子数量增加，发生闪络的可能性也同时降低。但是绝缘子的数量不是越多越好，因为绝缘子数量增多，会降低导线对地高度，同时也会增加杆塔的荷载，所以大庆地区的绝缘子串的绝缘子数量一般不超过8片。

3.3 安装线路避雷器、侧向避雷针、并联间隙

(1)安装线路避雷器；安装线路避雷器是将避雷器与绝缘子串的导线端进行并联。当线路上有雷电流经过时，避雷器导通，雷电流通过避雷器和杆塔接地体泄入大地，避免雷电流继续沿线路传播进入变电所烧损变电设备。安装线路避雷器可以提高线路的耐雷水平，有效保护绝缘子不发生闪络。(2)安装侧向避雷针；对于易发生雷害且线路走廊狭窄的地区，架设侧向耦合避雷线较困难，为了提高线路防绕击雷的耐雷水平，可以在杆塔上加装侧向避雷针，避免发生导线绕击。通常情况下线路避雷针都是安装在杆塔顶端且垂直向上的(一般高度3m)，而侧向避雷针安装在导线横担上，顶端向外侧。侧向避雷针的工作原理是:一、针状物的电场畸变比线状物的电场畸变要大，因此避雷针比避雷线更易形成迎面先导，使雷云产生的下行先导与避雷针的迎面先导相遇；二、针状物相对于线状物不会对导线形成耦合作用，因而降低了导线所遭受感应雷的感应电压，避免发生反击。(3)加装并联间隙；并联间隙是在绝缘子串的两端各安装一片金属电极，两片金属电极形成间隙。并联间隙的工作原理是当线路遭受雷击，雷电流强度超过绝缘子串的绝缘能力，由于有并联间隙的电极存在，使雷电灼烧电弧不发生在绝缘子串上，而发生在并联间隙的两片电极之间，避免了绝缘子串因雷电电弧而烧伤，绝缘被击穿。当雷电电弧发生在并联间隙的保护电极之间时，由于两片电极距离较远(即绝缘子串长度)，电弧易被风吹灭，避免线路发生跳闸事故。

4 结语

阐述了架空线路的接地系统，分析了接地装置对架空线路防雷效果的至关重要的影响，并提出了几种防雷措施，可以提高线路的耐雷水平，避免发生线路跳闸的事故。对确保电力系统的安全稳定运行是非常有必要的。

[1]敬亮兵,李景禄.池州110kV输电线路防雷技术研究[M].长沙:长沙理工大学出版社,2009(4).

[2]仇炜,李景禄.贵州110kV石平输电线路综合防雷研究[M].长沙:长沙理工大学出版社,2010(4).

[3]戚照梁.浅谈雷电过电压保护[J].科技信息,2011(5).