分析输电线路防雷接地措施的重要性及其维护

分析输电线路防雷接地措施的重要性及其维护发表时间：2018-07-09T12:16:23.720Z 来源：《基层建设》2018年第13期作者：王智荣[导读] 摘要：输电线路的防雷接地措施及其技术维护，直接关系到供用电安全和人民生命财产的安全，关系到现代化建设。

国网山西省吕梁供电公司输电运检室（离石）山西吕梁 033000摘要：输电线路的防雷接地措施及其技术维护，直接关系到供用电安全和人民生命财产的安全，关系到现代化建设。

做好输电线路的防雷接地，加强输电线路防雷装置的管护，意义重大。

输电线路防雷接地装置的技术维护，必须在加强日常检查维护的同时，引入新技术，优化、改造防雷接地装置，设置垂直接地极，保护好接地射线等等，以提高防雷效果。

本文主要分析了输电线路防雷接地措施的重要性及其维护，以供参考和借鉴。

关键词：高压线路；防雷研究；避雷器：输电线路雷电是一种雄伟壮观而又有点令人生畏的自然现象，它的危害体现在雷电的热效应、机械效应、过电压效应以及电磁效应，当它对大地产生放电时，便会造成巨大的破坏。

由于我国的的输电线路分布广泛，而且大多数地处旷野，很容遭到雷击。

当雷电击中电力线路时，雷电流需经过电力线路泄入大地。

即使雷电没有击中电力线路，当雷击发生后，导线上感应的异号电荷失去束缚，向导线两则流动，这些电流通过线路侵入变电站或袭击电气设备，在设备上形成过电压。

当过电压高于设备的额定雷电冲击耐受电压时，设备就会损坏。

因此，对输电线路加强防雷措施，不但可以减少由于雷电击中输电线路而引起的跳闸次数，还可以有效保护变电站内电气设备的安全运行，是维持电力系统持续、可靠供电的重要环节。

防雷措施的维护可以长期的保证电力的供应和稳定，可增加巡视站，清理线路旁的树枝，及时检修等，降低雷电跳闸率。

1、输电线路防雷接地措施的重要性在过去，由于科学技术不发达，人们普遍认为雷击是老天发怒所致，是惩罚那些罪人所形成的。

随着科学技术的发展，人们逐渐认识到雷击这一自然现象，是大气中排放雷电现象导致的，它的危害主要体现在雷电的热效应、机械效应和过电压效应三个方面。

当它对大地或者其他媒介发生放电的时候，极容易造成巨大的破坏力。

我国是一个自然灾害多发国家，国内各种自然灾害频频出现，这与我国的地理位置有着密切的关系，但是也不排除各种防御措施没有到位的因素。

防雷接地是目前工作中最为常见的一种施工手段，一般主要包含有防雷和接地两个不同的概念，但是由于其施工的过程中经常都是在一起进行的，因此人们习惯性的将其认为是一个概念。

一般在工作中，防雷的主要任务和目的在于防止因为累积而造成的各种构筑物、基础设施的损坏；而接地则是静电接地，是防治静电产生的各种危害。

1.1有效保护供用电设备由于我国的的输电线路分布广泛，而且大多数地处旷野，很容遭到雷击。

由于我国的输电体系分布广泛，线路漫长，而且大多数地处旷野，难免遭到雷击。

更有不少自然雷区，雷击现象相当普遍，使输电线路易受雷击。

当雷电击中输电线路时，其产生的高压电流将直接冲击输电设施和电气设备，造成高压冲击，损坏输电设备和用电设施。

研究认为，110-500KV的输电线路，接地线电阻控制在5-10欧姆，才能起到耐雷水平[刘吉来，黄瑞梅：《高电压技术》，北京：中国水利水电出版社，2004年版。

]。

因此，必须安装接地装置，使接地线真正无阻碍地接地，才能保证输电线路耐得雷击。

显然，只有认真做好防雷接地设置，加强防雷设施管理，才能有效保护输电设备和各种电气设备的安全运行。

1.2预防停电当雷电击中输电线路时，会在输电线路上产生远远高于线路额定电压的“过电压”，这些雷电电压有时甚至达到几百万伏。

这样高的雷电，当它超过了线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，造成停电，甚至发生一些意外事故。

因此，对输电线路做好防雷设备，加强防雷措施，可以减少由于雷电击中输电线路而引起的跳闸次数，预防断电停电，维持电力系统持续、可靠供电，保证人民的生产、生活用电。

1.3保证人民生命财产安全接地装置能有效疏导雷电，避免输电线路和电气设备遭受雷击，减少设施损坏，保证用电安全，这能从根本上保证了人民生命财产的安全。

输电线路设置安装了接地装置，一般都要求与避雷线相连接。

在实践中，人们通过把邻近杆塔接地线的连接，来降低相邻杆塔的接地电阻，并将杆塔延伸至周边土壤电阻率较低的地方，这样的做法，能较好地降低接地阻抗，疏通雷击电流。

有的采取在四个杆塔的底部打深井的办法，以加降阻剂，或采用长的辐射地线等方法，借以增加土壤与地线的接触面积，这些作为，目的都是使导地的电阻率降低，保证雷电产生的电流可靠的泄放到大地，这样的降低杆塔接地电阻，是输电设施运行中防雷的必要措施，能大幅度提高输电线路防雷的可靠性和实用性。

从而保证输电设备的安全，保障人民生命财产安全。

研究和实践都证明，做好输电线路的防雷接地，对于预防、减少或杜绝雷击事故，维持正常供用电，保护人民生命财产安全，对加快国民经济发展，提高人民生活水平，都具有重要的作用和意义。

2 输电线路的防雷设施2.1 避雷线在某些山区风口处，顺风的河谷峡地带，易形成热雷云的湖湿盒地等，往往形成所谓“雷暴走廊”，某些地质断层地带，岩石与土壤或山坡与稻田的交界地区，岩石山下有小河山谷等处，土壤电阻率发生突变，雷电往往易击于低土壤电阻率处；某些突出的山顶、山坡的向阳面，以及地下有导电性矿藏或地下水位较高的地在，局部雷电活动往往非常频繁。

对于这些雷电易击区，在进行线路设计时，应当尽可能避开；当无法避开时，应特别加强防雷保护，除尽量采用降低接地电阻，加装耦合地线等措施处，有时可补架成双避雷线。

例如：某220kV线路加V形避雷线支架，补架成双避雷线。

多年来，雷击跳闸率大为降低。

综上所述，架设避雷线的作用是以下几点。

①引雷作用。

架设避雷线后，由于避雷线对雷云电场的畸变作用，使雷基本上只击于避雷线而不击于导线，这就是避雷线的引雷作用，也是避雷线的主要作用。

②屏蔽作用。

当导线上主挂有避雷线时，由于避雷线的屏蔽效应，使导线上的感应过电压降低，导致作用于线路绝缘上的电压降低，从而使线路的耐压水平提高，跳闸率降低。

③分流作用。

当雷击杆塔时，对有避雷线的线路，雷电流并不是全部经过该杆塔入地，而是从杆塔两侧的避雷线分流掉一部分，导致塔顶电位降低，这样作用于线路绝缘上的电压也就随之降低，从而使线路的耐雷水平提高，跳闸率降低。

④耦合作用。

当避雷线上有过电压运动时，导线上即出现耦合电压，避雷线与导线间的这种耦合效应也能降低线路绝缘上的电压，从而使线路的耐雷水平提高，跳闸率降低。

高压输电线路的避雷线通常是直接接地地，而超高压输电线路的避雷线是经小间隙接地。

2.2 杆塔降低杆塔接地电阻通常是提高线路耐雷性能最经济的方法，我国《规程》规定，有避雷线的线路，每基杆塔（不连避雷线）的工频接地电阻，在雷季干燥时，不宜超过规定值，在土壤电阻率低的地区，应充分利用杆塔的自然接地电阻，在土壤电阻率高的地区，降低接地电阻较困难时，可采用多根放射性接地体或连续伸长接地体，或长效化学降阻剂。

处于雷电活动剧烈、接地电阻又难以降低的地区的110～154kV电网，也可考虑采用中性点经消弧线圈的接地方式，这样，绝大多数由雷击引起的单相接地故障可被消弧线圈所消除，即使雷击引起一相导线单相接地也不会引起跳闸，而且对地闪烙后的第一相导线相当于接地，增大了耦合作用，使未闪络相绝缘子串的电压下降，从而提高耐雷水平，减少相间闪络概率。

经验证明，改用这种接地方式可使雷击跳闸率约降低1/3左右，当然对上述电网是否采用这种接地方式时，还应考虑其他因素。

2.3 自动重合闸由于雷击造成的闪络大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸成功率较高，运行经验表明，我国110kV及以上的线路重合闸功率为75%～95%，35kV及以下线路约为50%～80%，因此各级电压的线路都应尽量装设自动重合闸。

2.4 耦合地线在高土壤电阻率地区，当线路跳闸事故频繁，而又难以降低杆塔接地电阻时，除可改架或补架避雷线外，还可以采用架设耦合地线的措施。

即在导线下面回设一根或几根接地线。

耦合地线的作用是增大耦合系数；增大向杆塔两侧的分流（据华东地区实测，分流效果约为12%～22%），从而可提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。

运行经验证明。

耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。

2.5 绝缘子当线路跨越江河、峡谷时，大跨越档的杆塔高度均相应增大，线路易受雷击，使其耐雷性能降低，这是因为高杆塔的避雷线对导线的遮敝效果较差，易于发生雷绕击于导线，作用于习线上的感应过电压几乎随杆塔高度成正比增加。

由上述感应过电压增加，作用于线路绝缘上的电压增大，易引起闪络。

因此对大跨越档应采用特殊措施进行保护。

主要措施有：降低杆塔接地电阻：当有避雷线时，杆塔的接地电阻值不应超过规定数值的50%，当土壤电阻率大于2000Ω时，电阻值也不宜超过20Ω；减小保护角：考虑到杆塔绕击率增大，因此，避雷线对边导线的保护角不应大于20Ω；加强绝缘：由上述，高杆塔的等值电感增大，感应过电压增主，绕击率也随之增大，导致线路耐雷性能下降。

为提高线路的耐雷性能，可宜适当增国绝缘子片数。

我国《规程》规定，全高超过40m的有避雷线的杆塔，每增加10m，应增加一片绝缘子；全高超过100m的杆塔，绝缘子片量应结合运行经验，通过雷电过电压的计算确定；装设管型避雷器；对新建或现有无避雷线的大跨越档，应装设管型避雷器或保护间隙，同时新建线路的绝缘子片数应比相同电压等级的一般线路的绝缘片数增加一片。

3、输电线路的维护应该对输电线路进行实时的管理与检修。

为了防止雷击跳闸停电，在防雷技术上应多做研究，输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能，降低线路的雷击跳闸率，还有就是对防雷设备的接地情况进行检查，应根据地形条件和气候条件等综合考虑运行方式；从实际出发实行输电线路状态检修是电网发展的必然要求，也是输电线路管理水平不断提高的需要，如增加巡视站，清理线路旁的树枝等；应该尽量避免电能在输电网中的损耗，电力网在实际运行中可能由于带电设备绝缘不良而有漏电损耗。

这种损耗可以通过加强电力网的维护工作来降低，维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管等；应综合考虑系统的运行方式、防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率，还要根据线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、清理线路周围的不利因素、加装线路避雷器和接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。

4、结语输电线路不同于一般的用电设备，它覆盖面广，而且大部分在室外，只要有任何一处损毁，就会影响到整个输电系统。

所以，认真做好线路接地装置的检修与管理，是保证供电稳定性的重要环节。

必须加强巡视、及时维护，借以有效地防止雷害事故，提高电网供电可靠性。