架空输电线路防雷与接地设计探析

宋 钰

（国网江苏省电力有限公司射阳县供电分公司， 江苏 盐城 224300）

引言

我国经济已经实现了飞速发展，在近几年的发展过程中，为了满足人们不断增加的电能需求，供电企业不断地开展电力工程建设，建立了庞大的电网系统。架空输电线路在电网系统中是非常重要的基础设施，输电线路承担着电能的传递和输送，并且输电线路也是目前电网系统中使用的数量最多的、分布最广的设施。由于我国幅员辽阔，人口分布密集，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[1-2]。

1 架空输电线路的防雷和接地的必要性

架空输电线路在电网系统中是由电线塔、架空地线、接地导体、接地引线以及绝缘体等共同组成的。绝缘体是整个设备的关键装置，以此来保证电能在输电线路传递过程中的正常稳定运行。由于电网系统中的输电线路的设置是利用线路直接架空在空中的，输电线路会长期裸露在空气中，在遇到恶劣天气或者是长时间使用的过程中会有输电线路发生破损的情况发生，因此在输电线路的安装过程中需要对整个输电线路进行防雷和接地操作。防止由于雷电天气或者是由于大风等自然灾害原因导致输电线路故障。

输电线路承担着电网系统的电能输送的作用，对输电线路进行有效的安全保证，对整个电网系统有着非常重要的作用，输电线路的防雷设计已经成为了目前输电线路的最大的潜在危害，据此加强对输电线路的防雷工作是必不可少的。防止输电线路由于雷击的原因导致其不能够正常工作，也是对输电线路的接地装置很高的要求，当发生雷击现象产生时，需要接地装置产生作用，将雷电产生的电流引导到地下，阻止其对输电线路产生的危害。同时电线塔也是输电线路中的一项重要装置，电线塔作为整个架空输电线路的支撑体，一般情况下，输电线路都是采用钢铁制作而成，这在一定程度上有着良好的导体的作用，电线塔能够很好地将电流引入到地下是保证输电线路不受到雷击破坏的另一项重要保障[3]。

2 影响架空输电线路安全稳定的因素

输电线路在电网系统中影响其正常稳定运行的情况主要有两种，一种是由于雷电直接击中了输电线路或者是电线塔，造成了输电线路瞬间的内部电流急剧增加，从而导致输电线路内部的电阻值瞬间增大，对输电线路造成了影响，另一种情况是雷电发生在输电线路的附近，雷电产生的电磁干扰会影响到输电线路的正常稳定的运行。总体来说，影响架空输电线路的安全稳定的因素主要有。

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，在输电线路的设计过程要充分考虑输电线路周围的土壤环境和输电线路的气候环境条件，综合输电线路的设计要求和设计目的，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[4]。

2.2 环境方面的影响

输电线路的周围环境对输电线路的影响是十分巨大的，输电线路周围的环境包括对输电线路电线塔基座的地面的地基情况以及输电线路周围常年的气候环境、突然环境。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。

2.3 施工方面的影响

输电线路的安全稳定与工作人员的安装过程有着非常大的关系，输电线路一般安装在比较在偏远的山区或者是野外，这在一定程度上增加了工作人员的工作难度，并且在监督上也不能够进行有效地监督。有时存在着特殊情况就是设计中和实际存在不现实的做法需要改道时，施工人员不能够进行有效地安全设计，这就对输电线路的安全稳定造成了很大的影响[5]。

3 提升输电线路防雷和接地设计的措施

综合上节中架空输电线路的安全影响因素，结合实际生产生活中架空输电线路在雷击事故中一般形成于四个阶段，因此需要综合四个阶段开展防雷设计：

1）防直接雷，防直接雷就是在架空输电线路周围进行避雷装置的安装，防止其收到雷击的影响。

2）防闪络，利用在地面进行降低电阻、加强线路绝缘的方式规避可能发生的闪络问题。

3）防建弧，加工输电线路在发生了闪络问题后可能会出现电弧，必须采取相应的措施防止稳定的工频电弧的建立。

4）防停电，当架空输电线路发生工频电弧建立后，此时必须采取极有力的措施避免电力输送发生中断或者是供应发生中断。

在实际开展防雷和接地设计，能够有效的提升架空输电线路的安全性和稳定性，具体措施如下：

3.1 提升输电线路防雷设计

在电网中进行输电线路的防雷设计是输电线路的基本设置，也是输电线路针对雷电最有效的手段。在实际的应用过程中输电线路进行防雷设计能够减少输电线路被雷电击中的频率，防雷电装置能够极大地减少电线塔中大量的电流，减少雷电对电线塔的破坏。同时在经过多年的实际研究发现，输电线路架空的高度越高，防雷电装置的成本越低，并且其在防雷效果上也越有优势。还有就是要在输电线路上安装相应的自动重合闸装置，这种装置的设计在输电线路受到雷电的击中时，自动重合闸能够在跳闸后实现自动的重合闸，能够快速地应对雷电装置对输电线路和电网系统的影响，保障电能供给的及时恢复，减少了停电时间。在输电线路防雷设计中还应增加输电线路的绝缘性，在输电线路中采用差绝缘或者是采用不平衡绝缘的方式能够对输电线路中的绝缘性质大大的提升。

3.2 提升输电线路接地设计

输电线路的接地装置首先是在设计阶段是就需要对输电线路的接地装置进行重视。在设计阶段要对输电线路的周围的地理环境和气候环境有效勘察，有效地避免雷电频发的地区和环境中，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。

4 结语

架空输电线路的安全性和稳定性对电网系统有着至关重要的作用，供电企业必须进行重视，在实际的施工过程中要综合多方面的因素进行考虑，既要考虑到当地的气候、地理环境，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。