摘要：防雷是架空输电线路运行中需要关键注意的问题之一，这就需要在架空输电线路的设计中进行合理设计。地线绝缘是架空输电线路防雷击的重要措施，它对保证架空输电线路的正常运行、提供高质量的电力服务都起着至关重要的作用。本文通过分析架空输电线路采用地线绝缘的意义，并简单论述架空输电线路地线绝缘的设计要点。
关键字：架空输电线路；地线绝缘；设计
根据电网故障分类统计数据，供电系统运行时由雷击引起的高压线路跳闸次数占50%～70%。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。雷击是对架空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。
1 防雷接地装置的组成与功能
防雷接地技术之所以能在电力行业中得到广泛运用，主要是因为防雷接地装置优越的抗雷击性能。从防雷接地装置的组成原理看，其作用包括两方面：一是防雷，采用相应的装置可避免雷击造成的破坏；二是接地，利用静电接地的方式，避免静电对电力系统造成的不利影响。无论哪种功能都需要借助于各种装置才能发挥相应的作用。弄清防雷接地装置的组成与功能是很有必要的，主要装置的功能如下：
(1)接受装置。防雷实际上是将自然雷电进行某种形式的转换，防雷接地装置在雷电产生之后必须要及时将雷电吸引接受，这样才能有效地处理自然雷电。雷电接受装置是防雷接地发挥功能的第一阶段，其主要是直接、间接接受雷电的金属杆，对各种形式的雷电袭击都有很好的接受效果。常见的雷电接受装置包括：避雷针、避雷带、架空地线、避雷器等。
(2)引电装置。即通常所说的“引下线”，引下线实际属于一类导体装置，在防雷接地装置里是把雷电流从接闪器传输到接地装置的构件。目前，雷电袭击的形式总体上分为直接雷击、间接雷击两种，这两种对电力输电线路都会造成极大的破坏。防雷装置中运用的引下线在机械强度、耐腐蚀、热稳定等方面都能达到标准要求，是输电线路防雷装置里不可缺少的组成部分。
(3)接地装置。接地装置包含：接地线、接地体两种结构，其主要是为了防止各种静电造成的危害。对于输电线路而言，其设计的接地线不仅防范了雷电造成的危害，也能为维修人员的修理提供方便。如：输电线路中使用的接地线是由大于25mm2以上裸铜软线制成，当维修人员断电维修线路后，接地线可防止静电危害。
(4)接地电阻。接地电阻指的是接地体的对地电阻之和，阻值大小等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。接地电阻也可看成是衡量接地装置效率的参考标准，对输电线路的维护管理有一定的指导作用。在测量方面，接地电阻有辅助地极测接地电阻的性能，如运用双钳口非接触测量技术无需打辅助地极可以让输电线路的在线测量成为现实。
2 架空输电线路地线绝缘的设计要点
2.1 设计地线绝缘设备
在架空输电线路地线绝缘中使用到的装置主要有两部分，即并联间隙与绝缘子。在设计时应充分考虑它们之间的电气强度和配合程度，在一般情况下，对两者的选定是先进行绝缘子片数与型号的确定，而后将间隙距离值选定。
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2.1.2 绝缘子选型
选择绝缘子应基于机电负荷来进行，如某220kV线路使用的分别是玻璃绝缘子与瓷绝缘子，此时可选定10至45毫米范围为其并联间距，干闪20至40kV范围的工频放电电压，10至30kV范围的湿闪以及70kN的机械破坏荷载。考虑到老化后的瓷绝缘子会形成气通道于钢脚与钢帽间，如果电流通过发热，将会使绝缘体或胶装水泥烧熔，造成地线的落地。所以在设计时，不能将单联盘型悬式的绝缘子串设计其中，可选取单片双联型的绝缘子串。
2.1.3 确定绝缘子片数
在运行中的绝缘地线，可能出现对地电压的最高值应是确定绝缘子片数的前提与基础，其中分两方面：一方面是不对称导线发生短路时，短路电流产生在地线电磁感应上的纵电动势电压大小；另一方面是正常运行中，导线产生在地线电容耦上的静电电压大小。比如同是220kV的输电线路，若其不采取换位，则其感应对地电压在地线绝缘时可达到约25kV。因此为了对绝缘地线感应电流与电压进行限制，可利用一点地线直接接地与导线、地线换位的方法将它们控制在1kV或以下，此时的地线绝缘则使用1片绝缘子即可保证其绝缘性能。
2.1.4 调整并联间隙
根据权威研究院的研究结果表明，尖对板间隙水平布置同时将瓷裙下沿与下电极间距加大，控制约0.65的湿干放电压比是地线绝缘子的最佳并联间隙方式。另外所设计的间隙结构还必须保证电流电弧通过时，能够实现其自产电动力快速移动弧根，不断拉长电弧的功能，从而保证持续增高电弧电压，不断减少电弧电流，最终使熄灭于过零时。应在线路外侧安装地线悬装串并联间隙，而在线路上方则安装地线耐张串并联间隙，结构均为尖对板间隙。
在设计并联间隙时必须使以下三点要求得到满足，一是如果线路短路，发生故障的位置间隙要实现击穿接地，消除短路故障后能够及时自动熄弧，使线路恢复运行，二是能够预先建弧于雷击前，从而使其防雷功效与接地地线相仿，雷击过后对间隙工频电弧能够及时切断，重新将闸合上时，不会造成重燃问题，三是当输电线路在正常运行时，其不能被地线电磁感应或静电感应的电压所击穿，使绝缘性有所保证。
2.2设计接地方式
在设计中，不宜在输电线路全线进行对地绝缘，由于线路处于正常运行时，会产生数百伏静电感应电压于绝缘地线上，从而使运行维护的难度大大增加。但如果完全依靠并联间隙击穿接地，又得不到可靠性的保证。所以在实际设计过程中，通常使用一点直接接地的方式实现，这是因为一点接地不会有闭合回路形成，不会产生损耗电能的问题。
2.3地线换位
应将地线设置于输电线路的全线，从而防止雷击危害，地线换位是为了保证电气的连续性且地线绝缘。在地线换位过程中，每一导线换位节距里都应保证有基本相同的两侧地线长度，同时在导线换位位置的地线不进行换位操作，就能有效使感应环流与感应电压降低。
结语
综上所述，地线绝缘在架空输电线路上的应用，除了能达到架空输电线路防雷击效果以外，还能够节能降耗。在保证架空输电线路的正常运行的前提下，根据实际情况进行地线绝缘的设置，从而使输电质量得到提高，为我国社会经济的快速发展提供良好的电力支持。
参考文献：
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[4] 李新亮,黄高鹏.浅析架空输电线路的防雷与保护.[J].黑龙江科技信息.2011(36)
论文作者:冯志连
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/13
标签：地线论文; 线路论文; 防雷论文; 装置论文; 绝缘子论文; 间隙论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第12期论文;