220kV高压输电线路的防雷设计分析

陈 果（国网湖南省电力公司岳阳供电分公司，湖南岳阳414000）

220kV高压输电线路的防雷设计分析

陈 果（国网湖南省电力公司岳阳供电分公司，湖南岳阳414000）

近年来，我国经济快速发展，各个领域的用电量大幅上涨，这对于220kV高压输电线路的安全运行提出了更高的要求。雷电作为一种常见的自然现象，严重威胁着220kV高压输电线路的运行安全，为了确保220kV高压输电线路安全、可靠、稳定地运行，应优化防雷设计，结合220kV高压输电线路运行特点，加强防雷设计控制，防止220kV高压输电线路受到雷击而发生跳闸事故。

220kV高压输电线路；防雷设计；电阻

1 220kV高压输电线路雷击过程

1.1 产生雷击

220kV高压输电线路多是金属材料，并且大部分高压输电线路多设计为架空结构，220kV高压输电线路受到雷击时往往会产生大量感应电流，而这些感应电流很容易进入供电线路，严重威胁电力设施的运行安全，甚至还会造成电力通信系统遭受损坏，无法正常、安全的输电。当前，很多220kV高压输电线路都设置了阀型避雷设施，而有些避雷设备残压较高，并且反应较慢，使得220kV高压输电线路出现暂态过电压。

1.2 感应电流

雷雨天气环境中，220kV高压输电线路受到雷电侵害会产生大量感应电流，雷云对大地进行放电，会导致220kV高压输电线路中形成自由移动电荷，然后雷电冲击波逐渐向高压输电线路两侧移动，并且移动的自由电荷也会产生感应电流，从而和线路电阻产生雷电感应电压，从而严重影响电力设施运行安全。

1.3 形成雷击侵害

当雷电侵害220kV高压输电线路时，主要会经历以下几个阶段：①雷电侵害220kV高压输电线路时产生过电压；②220kV高压输电线路发生闪络；③220kV高压输电线路慢慢恢复为工频电压状态；④220kV高压输电线路跳闸，停止输电。

2 220kV高压输电线路防雷设计存在的问题

2.1 设计水平较低

220kV高压输电线路施工设计是一项非常重要、专业的过程，有些设计人员的专业技术能力不足，这使得各地区的220kV高压输电线路设计存在较大差异，一些设计人员没有考虑到当地的环境、气候、地域等因素，在设计220kV高压输电线路时，生搬硬套，设计方法比较落后，特别是没有对比和参考当地的接地电阻或者土壤电阻率取值，使得220kV高压输电线路在后期运行中频繁遭受雷击。

2.2 接地电阻较高

220kV高压输电线路运行过程中，很多接地装置的日常维护检修不到位，运行时间过长，造成接地装置某些零部件发生腐蚀，使得接地电阻不断升高，对于220kV高压输电线路的稳定性和安全性有着直接影响，并且回路检测过程中，若高压输电线路架杆中发生腐蚀或者放置的电极不达标，很容易导致线路发生雷击侵害。

2.3 高压输电设备焊接点质量差

220kV高压输电线路运行过程中，很多高压输电设备的焊接点质量较差，再加上日常的维护检修不到位，很容易造成220kV高压输电线路发生跳闸故障，例如，高压输电设备安装施工时，有些接地体接头深度较浅或者焊接长度过短，这导致220kV高压输电线路发生意外跳闸事故，严重影响电网输电安全性。

2.4 雷电随机性较大

雷电作为一种常见的自然现象，具有较大的随机性，往往无规律可循，并且很多地区的雷电活动非常频繁，我国天气预报技术不断发展，但是仍然具有一定的局限性，特别是对于雷电活动无法准确进行预测，预防措施也不到位，这使得无法正确分析220kV高压输电线路遭受雷击的闪络类型。

3 220kV高压输电线路防雷设计策略

3.1 合理设置避雷线

为了提高220kV高压输电线路的防雷效果，应合理设置避雷线，充分发挥避雷线的应用保护作用，并且避雷线可有效分流巨大的雷击电流，使杆塔中流入的电流大幅度减少，从而避免电力设施受到强大电流侵害而遭受破坏。同时，通过合理设置避雷线，可对输电线电压实现有效屏蔽，从而减少雷击感应电压，并且利用输电线路的耦合作用，在一定程度上课降低220kV高压输电线路绝缘电压。另外，架设避雷线时通常都遵循一定的原则，线路电压和避雷效果成正比，随着电压的升高，可获得明显的避雷效果，所以为了保障220kV高压输电线路的安全性和稳定性，优化避雷线架设。

3.2 降低杆塔接地电阻

通过降低杆塔的接地电阻，降低回路电阻，降低雷电过电压和绝缘体过电压，减少雷击电流对输电线路的影响，有效降低雷击跳闸率。接地电阻和土壤电阻率和接地电极形式，在避雷线安装频率条件下不同土壤电阻率输电线路杆塔的情况下显示在标准的接地电阻表不应超过，通过改变土壤电阻率和接地电极降低杆塔接地电阻。

表1 输电线路杆塔工频接地电阻表

在实际施工过程中，具体降低杆塔接地电阻的方法包括：①对杆塔水平接地体填充电阻率低的物质，即施加降阻剂，或因地制宜利用杆塔附近低电阻率的物质，这种方法施工简单经济；②将水平外延接地，这种方法成本较低，对环境影响小，能够有效降低接地电阻；③深埋杆塔接地极，使接地极与地下较低电阻率的土壤接触，但这种方法施工难度较大，一般不采用。

3.3 安装线路型避雷器

安装避雷器、避雷器和线路绝缘子串并联，能有效保护绝缘子不发生闪络，降低线路雷击跳闸率。避雷器安装完毕，如果线路被雷击，雷电将穿过塔流到地上，或被雷击线进入相邻的塔。当电压大于避雷器的触发电压、电流并联避雷器避雷器动作，进线通过大多数电线，提高了导体的电位，减少潜在的架空线差，电位差小于绝缘子串闪络绝缘子串闪络电压不发生。在一般情况下，220kV输电线路防雷、耐雷水平塔将达到200～300kA的分，有效防止雷电绕击和背，具有良好的防雷效果。

3.4 安装自动重合闸

220kV高压输电线路发生跳闸故障以后，由于雷击发生的工频电弧和冲击闪络往往引发快速游离，很容易导致220kV高压输电线路发生严重损坏。所以为了提高防雷水平，应结合220kV高压输电线路的具体运行状态，合理安装自动重合闸，考虑到中性点接地电网中大多数雷击事故都出现单相闪络，所以可采用科学、合理的单相重合闸，一方面减少断路器运行故障的维修工作量，另一方面有效降低对于电网安全供电的影响。

4 结论

220kV高压输电线路在我国分布广泛，是连接各个变电站和重要用户的主要形式，其安全运行直接影响到用户可靠供电以及电网的稳定运行。线路防雷性能主要体现在雷击跳闸率和线路防雷水平，其中有内部关系，防雷水平高，防雷性能越好，雷击跳闸率下降。在采取高压输电线路防雷措施时，要考虑多种因素，采用合理有效的对策。

[1]李 壬.220kV输电线路防雷接地技术分析[J].科技创新与应用，2016（21）：216.

TM862

A

2095-2066（2016）35-0032-02

2016-12-2

陈 果（1984-），男，本科，主要从事输电线路运行与检修等工作。