220kV输电线路综合防雷技术与接地电阻设计探析

陈凯

摘 要：目前，国内广泛应用220kV高压输电线路，其实践应用范围相对较广，为变电站生产效益提升创造了巨大的空间与契机，围绕线路状态进行分析，在保证线路正常用电方面作用明显。因此，文章深度探讨了220kV输电线路综合防雷接地技术应用，了解了雷击故障的成因与危害，以及220kV输电线路中防雷接地的现存问题，同时着重分析了防雷接地技术的具体应用所具有的价值。

关键词：220kV;输电线路;综合防雷技术;接地电阻;电阻设计

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）02-035-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.02.016

1 雷击故障的基本成因与主要危害

我国国家电网目前正处于平稳发展进程中，其电网在总体运行规模方面相对偏大，在运行设备与输电线路数量方面也相对较多。但是，雷电所导致的线路故障危害相当大，为人们的生活带来极大不便，所以深度研究其线路接地防雷技术至关重要，在提高线路整体应用效能方面作用很大。220kV高压输电线路属于目前城市中使用频率最高的输电线路，如果其线路遭受重大雷击事故就会产生大量感应电力，严重时可能对电力设备带来严重破坏，甚至导致电力通信系统崩溃，这种损坏现象被称为强大电流所导致的二次损害，其所造成的经济损失相当巨大，不容忽视。在分析电流输入输出过程中，需要了解线路电压问题，进而提升线路的有效运行效能。一般来说，雷击故障的基本成因必须结合地域气候、地理环境等重要客观条件而定，在遵守、制定完整的故障解决方法过程中探寻漏洞，做好防御，将雷击所造成的危害影响程度降到最低。总体来讲，雷电故障主要发生在对输电线路的直接打击上，同时其也能够通过导线作用于输电线路的某些电子元件上，造成输电线路的严重损坏，严重时会直接导致电力传输中断，不容小觑。总体看来，雷击电流量巨大且发生时间偏短，具有瞬时性特点，所以一旦其作用于电路传输系统之上就会导致输电系统紊乱，严重时甚至影响到电力传输的整体效率，安全隐患问题较多。所以说，深度分析220kV输电线路的综合防雷接地现存问题是势在必行的，能够在一定程度上遏制输电线路、接地电阻危害问题发生，降低雷击故障对电力系统所带来的影响[1]。

2 220kV输电线路综合防雷接地中的现存问题

在220kV输电线路综合防雷接地过程中可能存在各种危害故障问题，大体来讲包含四点问题。

2.1 随机性雷电事故发生

雷电多发生于夏季雨季，其发生时间与地点随机性很强，如果高压输电线路无法安全运行，就会严重影响到用户的正常用电。就事故问题而言具有随机性，不能完全符合高压输电线路生产供电条件。另一方面就是天气预报，虽然近年来我国在气象预测领域的研究进步很大，但在预测雷电这一方面依然有不足之处，比如对于雷电事故的精准预测还不到位，其为高压输电线路预防雷电工作带来了极大安全隐患，导致工作推进相当被动。为此，还需要从多个方面应用防雷接地技术，保证防雷接地技术应用到位。

2.2 高压输电线路设计水平提高

在不同地区，单位高压输电线路的设计质量可能各不相同，在设计方案上也存在较大差异。考虑到我国国土广阔无垠，这也为高压输电线路的设计施工工作带来较大难度。在设计高压输电线路过程中，必须充分考虑工程的整体气候条件与实际运行环境，避免工程方案生搬硬套。要确保高压输电线路工程达到地方防雷标准，科学合理预防雷击事件发生。在进行输电线路路径设计过程中，也需要做到尽量规避雷区影响，强化雷区输电线路方面的防雷处理工作。

2.3 高压输电设备布置

设备老化问题不容忽视，其可能会导致高压输电线路及设备抗雷能力严重降低。究其原因，主要是因为高压输电设备中接触点焊接质量不到位所致。某些高压输电线路设备年久失修，所以在设备运行、线路输配电过程中就容易意外跳闸，直接中断生产过程。

2.4 接地电阻偏高

最后是接地电阻偏高，当高压输电线路中的接地设备运行一段时间后，由于缺乏日常必要维护，所以设备会被严重腐蚀，这在某种程度上增大了接地电阻的整体阻值，其对高压输电线路的安全运行过程威胁极大。在针对线路进行回路检测的过程中，会发现所采用的电机无法达到标准，或者架杆出现被腐蚀现象，这些都会为接地电阻的组织准确性表现与提升带来不同程度的负面影响。

结合上述四点问题可以了解到，雷击事件具有随机性，且高压输电线路设计水平有待提高。而高压输电设备的布置也非常有必要，其可确保实现对电阻问题的有效调整，必须配合220kV输电线路综合防雷接地方案，保证方案设计与接地电阻安装到位[2]。

3 220kV输电线路综合防雷接地设计与安装

220kV输电线路综合防雷接地方案的设计与安装涉及多个步骤，首先要安装避雷针和重合闸、布置避雷线，然后要改变输电线路的整体绝缘性，安装垂直电极以便使用并联保护间隙技术内容，确保接地电阻设计安装到位。以下就結合具体的设计安装技术要点展开分析。

3.1 安装避雷针

在安装避雷针的过程中，应首先考察雷云距离地面的高度，避免避雷针直接检测到存在于雷云中所存在的先导放电内容，要努力改变先导放电通道并明确避雷针安装方向，将雷击引到与避雷针连接的接闪器位置，进而将雷云中的活跃电子转移到避雷针上方有效释放，如此可在一定程度上降低雷击的危害程度。相比于其他避雷设备，避雷针的核心功能是引雷，这里利用到了其针状结构，主动引导空间中的弱雷并削弱空间中的强雷，如此可有效控制雷击问题发生。通常来说，在高压输电线路杆塔挂靠位置应该至少安装两根避雷针，配合直线型侧向避雷针构成引雷体系。该结构体系中就应该涵盖了均压球、引雷针尖、均匀球以及安装翼。侧向避雷针的组成复杂且制作框架较大，其为布置避雷线做好了准备。

3.2 设置避雷线

在为220kV高压输电线路设置避雷线的过程中，一般要偏离输电线位置设置，这是为了避免雷电直接接触到输电线位置，对输电线路也有保护作用。如此设置是希望最大限度保持输电线路电压稳定，同时削弱雷击破坏力。在针对避雷线进行导线设置的过程中，需要分析感应电压大小，结合标准规定设置220kV输电线路，保证做到全线架设避雷线。必要时需要架设双避雷线，避雷线保护角，以确保高压输电线路中的电压大小与避雷线避雷效果相一致。如果线路中电压增大，避雷效果也会愈发明显。

3.3 引入重合闸

要为220kV高压输电线路引入并安装重合闸，这是考虑到高压输电线路本身自我恢复能力较强，所以在经过雷击后，可有效抑制由于雷击出现所导致的闪络问题，并对工频电弧进行分析。综上所述，设置自动重合闸可以保证高压输电线路性能得到恢复，强化输电线路整体稳定性。在该过程中，也要减少输电线路老化与毁损的可能性，结合雷击灾害分析闸门内容，减少灾害发生几率。如此可快速降低雷击危害，保证输电线路整体安全稳定运行。

3.4 安装垂直电极

220kV高压输电线路所处位置一般土壤电阻率较高，所以安装垂直电极很有必要，可有效改善土壤表面接地偏差问题。在该过程中要确保其埋深深度始终保持在0.5m～0.8m左右。在设置水泥杆塔过程中，则必须提前明确垂直极安装位置，保持与杆塔距离在4m～5m左右。如果选择陡坡，需要分析地极安装有效到位，同时计算安装深度、垂直度等，如此可令电流极三散流传播。

3.5 安装接地电阻

最后，要为220kV输电线路有针对性地安装接地电阻，设计接地电阻承受水平，降低雷击跳闸率，降低电阻率，最大限度减小电阻，将雷电伤害程度降到最低。具体来讲，要通过增加降阻剂与降阻模块来降低土壤电阻率，必要时也可直接采用SZJ型接地电阻装置。该装置可显著降低接地电阻，该接地电阻的安全性与稳定性表现良好，要同时设计空接地装置，该装置防雷特性表现更好。在杆塔接地电阻设计安装中，需要提前做好回填土工作，采用粘土回填保证坑缝深度在300mm～400mm左右，最后还要利用混凝土夯实粘土部分。如果是在施工过程中，需要科学合理地保护SZJ接地电阻，避免电阻出现注水问题。大体来讲，要保证线路有效接地，发挥重大效用，降低土壤电阻率，进而有效降低接地电阻，避免出现过多雷击事故，SZJ型接地电阻装置如图1所示[3]。

4 结语

高压输电线路在运行过程中存在问题，需要结合其线路安全因素分析雷电高压输电线可能遭受的各种破坏因素，做到技术支持、防微杜渐，最大限度减少由于外部环境所造成的雷电事故问题，保障电网稳定安全运行。

参考文献

[1] 舒生前.220kV輸电线路综合防雷技术与接地电阻设计探析[J].通讯世界，2019，26（8）：306-307.

[2] 顾晨冰.220kV输电线路综合防雷技术与接地电阻设计[J].轻松学电脑，2019（20）：15-17.

[3] 李京官，和刚.电力系统220kV输电线路综合防雷技术研究[J].电力设备管理，2019（2）：21-25.