输电线路防雷接地设计与维护的研究

陆佳

摘要：据统计，供电系统运行时的故障发生率在持续上升。这多数是由于自然环境变化等因素造成。输电线路通常都是暴露在野外，经常会受到雨水、台风、雷击等各种自然灾害的影响，给电力系统的正常运行带来了不便。雷击是对输电线路破坏最大的自然灾害，雷击瞬间产生的强电流会造成输电线路无法承受巨大的负荷而出现短路、烧毁等问题，对电力系统、电力设备造成的危害相当大，防雷接地的设计和维护可以有效防范这一问题的产生。

关键词：输电线路;防雷接地;设计;维护策略

一、输电线路采取防雷接地措施的必要性

1.1输电线路在雷电环境中容易遭到雷击而引发故障

输电线路由导线、地线、接地装置和绝缘子串等构成。其中，绝缘体是确保输电线路电能传输质量的关键设备。如果输电线路进行防雷接地设计，且即便是采取了防雷措施，但是没有实施有效的维护工作，就会导致输电线路在雷电天气由于雷击而引发跳闸故障，如果此时输电线路正处于运行状态，就会导致电能传输受到干扰。

1.2雷电会导致输电线路过热而引发重大事故

雷电包括直击雷、传导雷和感应雷，其中对输电线路破坏力最强的是直击雷，其所释放的电流，哪怕仅仅持续几微妙，也会在空气中形成电磁波而导致脉冲电压产生。在输电线路附近如果存在这种电磁波，就会通过传输线路与电气设备接触而导致电气设备处于过电压状态下运行。由于过电压导致电气设备过热，就会使得设备产生故障。如果因此而导致输电线路过热而没有及时处理，甚至会引发火灾。受到直击雷的影响，地电位会被抬高，输电线路上所连接的电气设备受到威胁，甚至会危及到人身安全。与直击雷相比，传导雷和感应雷的威胁力是比较弱的，但是击中传输线路或者线路附近的区域，也会因过电压产生通过线路损坏电气设备。

1.3接地设计可以有效地预防输电线路被雷击

当输电线路处于运行状态的时候，由于线路遭到雷击会导致跳闸故障发生，在输电线路的总跳闸事故中超过2/3。要确保输电线路的运行质量，使其因雷电事故而引发的跳闸率降低，就要采取必要的防雷措施，接地设计是输电线路预防雷击的有效措施。输电线路为架空线路，则可以将杆塔充分地利用起来，经过技术处理后使其发挥雷电导流的作用，输电线路得到了保护，而避免发生跳闸事故。输电线路做好防雷接地设计工作，可以提高防雷能力，确保输电线路处于正常的运行状态。

二、防雷接地装置的组成和功能

2.1接受装置

防雷其实就是对雷电进行转换，防雷接地装置要能够及时的在产生雷电之后将其接受，然后才能进一步对其进行处理。雷电的接受装置是防雷接地实现功能的基础，一般采用能够间接或直接接受雷电的金属制品。比较常见的雷电接受装置有：避雷线、避雷针、避雷器、架空地线等。

2.2接地裝置

接地装置一般有接地体和接地线两种，其目的是防止静电产生的危害。在输电线路中使用接地装置，既能防止输电线路因为雷击而造成危害，也能在线路维护时提供便利。维修人员在对输电线路进行断电维修时，接地线可以防止静电产生的危害。

2.3接地电阻

接地体对地电阻的总和称为接地电阻，电阻值的大小一般为接地电阻的对地电压和接地体电流的壁纸。接地电阻能够很好的评价接地装置的效率，能够指导输电线路的管理与维护。接地电阻在测量上也可以测量接地电阻的性能。

2.4引电装置

引电装置就是通常的“引下线”，也是一类导体组成的装置，在防雷接地装置里起到把雷电流从接闪器中引导到接地装置的部件。雷电一般可以分为间接雷击和直接雷击两种形式，这两种雷击形式都会对电力系统造成较大的危害。引下线因为其耐腐蚀、热稳定性好、机械强度高等优点，在输电线路的防雷接地装置中起着重要的作用。

三、输电线路防雷接地装置设计规范

3.1对于引电装置，就是我们通常所说的避雷针或避雷线。它的主要目的就是实现雷电放出时有效实现电流分流，提高导线安全系数。

①避雷线。在设计中，应将避雷线敷设在输电导线上，以保证其能够在不同的电压下正常的运行。但针对不同的运行电压，也应该区别对待。例如大于220kV的线路要沿全线架设双避雷线，110kV的线路应设计单避雷线，35kV线路无需在全线架设避雷线。

②避雷针。避雷针被广泛应用于楼房等高大建筑物中，具有较好的防雷效果。但避雷针并不是我们所了解的那种直接避雷装置，而是一种雷电转移装置。现阶段，在雷击频繁区域所选用的都是上翘30°的保护针，安装在输电线路两侧，与导线上避雷线构成输电线路的防雷设备。

③避雷器。一部分的输电线路会采用接地电阻进行防雷。虽然起到了一定的防雷作用，但是也存在一定的防雷缺陷，不能完全实现防雷。避雷器通常采用一种非线形的电阻避雷器，将其与绝缘子并联在塔杆上，当输电线路雷击后，会在串联间隙放电，避免输电线路上绝缘子因电流过大而遭到损坏。这样一来，就要求工作人员了解具体环境，在合理位置安装操作，提升防雷效果。

3.2对于接地电阻，在实际应用中，想要防雷，就要将接地电阻降低，根据电流原理，当输电线路的电流降低时，电阻也会相应的减小，接地电阻的防雷效果就会提升，提高设备的使用性能。也就是说，杆塔的顶电位越低，其电阻也越低，防雷效果也就越强。

3.3自动重合闸。自动重合闸如果设计合理，对防雷也能起到一定的作用。在自动重合闸的使用下，自动重合装置在防雷装置防雷的一刹那瞬间断电然后快速恢复供电，这样一来，不仅能够减少输电线受到的雷击伤害，还能满足客户的用电需求，避免了因长时间停电而引发的不必要的麻烦，同时还能保护输电线路中电气设备不受雷击的损害。因此在输电线路设置防雷装置是必然的，自动重合阀也是必不可少的。通过这种方式来降低因线路损坏而造成的经济损失。

四、输电线路防雷接地的措施和维护策略

防雷接地设计完成后，电力企业应组织相对应的技术人员对输电线路进行防雷接地装置的安装，以确保线路持续供电。对输电线路进行合理的维护是防雷接地维护工作的重中之重，做好合理的维护工作包括防雷处理，状态检修，实时管理这三个方面。①实时管理要求电力企业对输电线路及电力设备的及时检修。一般的输电线路需要全天候的维护管理，这样才能及时发现问题，解决问题，防治因管理不利而造成雷击跳闸。强化防雷技术，提高管理效率，这样线路跳闸次数才会日益减少。②状态检修工作应立足于实际。状态检修是发现输电线路是否被雷击的主要途径，防雷接地装置通常在使用过程中会损耗较大电能，严重影响了其传输效率，增加的成本。在防雷接地装置维护期间必须做到有效管理、维护绝缘设备、变压器等电力设备，保证输电线路的畅通运行。③防止雷击，防患于未然是输电线路防雷接地的主要目的，因此对工作人员也提出了新的要求。要求工作人员对其线路进行综合性考察，分析雷击故障形式。同时根据地方环境特点，对雷击严重区域进行避雷线等装置的安装。

五、结语

雷击会对输电线路造成较大的危害，进而影响到电力系统中的相关设备，最后导致供电系统的故障问题。所以为了保障输电线路的安全，相关人员认真学习雷电防雷接地装置的设计工作，积极开展输电线路的维护工作。还要根据具体情况进行科学合理的设计和维护工作，保证输电线路的正常运行。

参考文献：

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