浅谈输电线路的防雷接地技术 孙自珂

浅谈输电线路的防雷接地技术孙自珂

发表时间：2017-12-07T11:43:03.780Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：孙自珂王景星

[导读] 摘要：本文阐述了输电线路雷电的原因及危害的种类，介绍了输电线路防雷与接地技术，分析了接地网存在的问题和改造方法，探讨了输电线路杆塔接地降阻措施。

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摘要：本文阐述了输电线路雷电的原因及危害的种类，介绍了输电线路防雷与接地技术，分析了接地网存在的问题和改造方法，探讨了输电线路杆塔接地降阻措施。

关键词：输电线路;防雷;接地网;接地降阻措施

为了减少输电电路的雷击故障，近年来，我们采取了多种防雷措施，如降低杆塔接地电阻，提高线路绝缘水平，采用负角保护，架设耦合地线，安装线路避雷器等，这对维护好供电企业输电线路起到了一定的作用。

一、防雷接地装置结构和工作原理

防雷接地技术可在很大范围当中降低甚至避免雷电对电力系统的干扰和危害，其防雷接地装置具有相当突出的抗雷电功能。防雷接地装置的工作原理包含防雷和接地两个方面：防雷功能的实现是通过相应装置的安装避免和减轻雷电对输电线路造成的破坏；接地功能装置则是将静电接地释放，以此避免静电对输电线路造成的不良影响[1]。两种功能都需通过安装相应装置来予以实现，发挥防雷作用保护输电线路。了解防雷接地装置的工作原理以及构成方式具有重要意义，以下是其中几种核心装置的简单介绍。

（一）雷电接受装置

防雷功能的实现原理是将自然界的雷电予以有效转换，因此防雷接地装置的实际工作是在雷电发生同时将雷电进行吸引接受，并及时处理转换雷电。

雷电接受是防雷接地装置发挥功能的前提，雷电接收装置主要由各类直接或者间接方式接受雷电的金属杆构成，对自然界大多数的雷电袭击形式都具有良好的接受效果和能力。我们生活中常见的雷电接受装置有避雷针、带和架空地线以及避雷器等。

（二）雷电导引装置

雷电导引装置也是我们常说的引下线，引下线是一种导体装置，在整个防雷接地装置中的作用是将雷电接受装置所接受的雷电流从接闪器引导输送至接地装置。通畅情况下，雷电袭击的形式多属直接雷电以及间接雷电两种方式，都会对电力系统以及输电线路造成一定程度破坏。防雷装置所采用的引下线材质的强度、耐腐蚀性以及热稳定性等技术方面均需达到标准要求，是防雷装置里相当重要的构件。

二、输电线路雷电的原因及危害的种类

（一）输电线路雷电的产生

多数供电系统的运行故障是由于自然环境、气候环境突变等因素造成。供电系统当中的输电线路设置通常直接暴露在地面之上，多受雨水、风力、雷电、冰雹、降雪等各类型种自然气候因素的影响，其中雷电袭击的危害性最大，有时还会造成大面积输电线路损毁，导致电力系统运行停滞。雷电是自然界中一种常见的放电现象。通常我们认为由于大气中热空气上升，与高空冷空气产生摩擦，从而形成了带有正负电荷的小水滴。当正负电荷累积达到一定的电荷值时，会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场，从而产生云团对云团和云团对地的放电过程，这就是通常所说的闪电和响雷。

（二）输电线路雷电危害的种类

输电线路上出现的大气过电压有两种，一种是雷直击于线路引起的，称为直击雷过电压；另一种是雷直击线路附近地面，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压。雷击的危害主要有三方面：（1）直击雷。它是指雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以直接击中设备，也可直接击中架空线，如电力线、电话线等。雷电流便沿着导线进入设备，从而造成损坏。（2）感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。一旦雷云对某目标放电，雷云上的负电荷便瞬间消失，此时导线上的大量正电荷依然存在，并以雷电波的形式沿着导线经设备入地，引起设备损坏。（3）地电位提高。当10kA的雷电流通过下导体入地时，我们假设接地电阻为10Ω，根据欧姆定律，我们可知在入地点A处电压为100kV。

三、输电线路防雷措施

（一）要保护导线不受雷击

为此可以采用避雷器、避雷针或改用电缆。避雷线受雷击后最好不要使线路的绝缘发生闪络。为此，需要改善避雷线的接地，适当加强线路的绝缘，个别杆塔可以使用避雷器。

即使线路绝缘因雷击发生闪络也不要转变为稳定的工频电弧，即线路上不要发生短路故障，所以不会跳闸，为此应该减少绝缘上的工频电场强度或电网中性点采用不直接接地的方式；即使跳闸也不要中断电力的供应，为此，可以采用自动重合闸装置，或用双回路或环网供电。

输电线路防雷的主要技术措施

1.1接闪

接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。

1.2接地

接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。

1.3均压连接

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。

1.4分流

分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入

室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。

（二）输电线路的防雷与接地技术

输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。35kV线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设1～2km的避雷线，同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线，或者安装线路金属氧化物避雷器；110KV线路应全线架设避雷线，山区应采用双避雷线；但在年平均雷暴日数不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设避雷线；220KV线路应全线架设避雷线，同时应采用双避雷线；对于35kV线路装设的金属氧化物避雷器的技术参数，一般应满足以下条件：（1）持续运行电压（有效值）不小于40.8kV。

（2）额定电压（有效值）不小于51kV。

（3）直流1mA参考电压不小于73kV（范围在73～74kV之间）。

（4）标准放电电流5kA等级下残压（峰值）不大于：雷电冲击134kV、操作冲击114kV、陡波冲击154kV。

（5）2000us方波电流（峰值）200A。

（6）对绝缘配置应根据线路污秽等级要求确定。

参考文献:

[1]俸世荣，姜德华，段超，等.输电线路防雷接地检测技术[J].云南电力技术，2014，S1（8）：63-65.

[2]张明.浅谈输电线路的防雷接地技术[J].科学中国人，2014，24（9）：41.