摘要：架空输电线路防雷一直是电力工作者努力探讨的课题。近年来，电网由雷电引起的故障仍占很大比例，这类故障包括雷击闪络后的工频续流损坏绝缘子及其金具，导致线路事故。雷击架空输电线路引起的线路停电是我国输电线路的主要事故类型。在我国应用220kV高压输电线路较多，它在连接变电站与用户上起到了重要作用，它能否安全运行关乎到用户可否正常用电。在220kV输电线路运行的过程中，雷电导致线路不能正常运转是常见问题之一。本文探讨了防雷接地技术，同时对人工接地电阻进行了相应的技术性设计，希望在实际工作中为预防雷击事故提供一定参考。
关键词：220kV输电线路；综合防雷技术；接地电阻设计
1、前言
随着最近几年电网的高速发展，输电线路的长度继续急剧增加。由于许多线路都不可避免的要经过多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，为了降低雷击跳闸率必须采取各种防雷措施来提高输电线路的耐雷水平[。各种防雷措施的应用目的及实施后的效果各不相同，并且不同地区实施不同措施的费用、难度也不相同。探究220kV高压输电线路防雷接地的技术，对输电线路安全、稳定运行具有重要的现实意义。
2、防雷接地技术的分析
2.1安装避雷针
避雷针是防雷避雷的必备工具，当雷云距离地面还有一定高度时，避雷针能够检测到雷云的先导放电，改变先导放电通道产生的电场方向，把雷击引到与避雷针连接的接闪器上，从而把雷云中的活跃电转移到避雷针上进行释放，降低雷击的危害程度。与其他避雷方式不同的是，避雷针的主要功能并不是避雷而是引雷。避雷针的针状结构可以引导空间内的弱雷，削弱空间中的强雷，做到有效控制雷击。一般情况下，在高压输电线路的杆塔挂靠点处安装两个避雷针。以直线型侧向避雷针为例，它的主要构成部分包括了均压球、支撑杆、引雷针尖以及安装翼。
2.2布置避雷线
在220kV高压输电线路上布置避雷线是有效避雷的举措之一，避雷线可以将雷电偏离输电线的位置，避免雷电直接接触到输电线，起到保护输电线路的作用。避雷线可以把因雷电产生的较大强度的感应电流进行分流或是引流，从而减少塔内的电流大小，在最大程度上保持输电线路中电压的稳定，削弱雷击的破坏力。此外，避雷线还能够利用导线本身所具有的耦合性质降低高压输电线路中产生的绝缘电压，减小由于雷击而产生的感应电压的大小。需要注意的是，在进行避雷线的选择和铺设时，应当严格遵守相关技术标准和规定。根据相关标准规定，在220kV输电线路中，需在全线架设避雷线，尤其是在易遭受雷击的区域，要架设双避雷线，并且避雷线的保护角在15~20°的区间内，在雷电活动频繁的地区则要应用更小的保护角。高压输电线路中电压的大小与避雷线的避雷效果基本一致，当线路中的电压越大，避雷的效果也就越明显。
2.3安装重合闸
由于220kV高压输电线路的自我恢复能力相对较强，在经历雷击之后，可以较快抑制因雷击出现的闪络现象和工频电弧，而实现这个作用主要依靠的便是自动重合闸。高压输电线路的这种性能可以增强输电线路的稳定性，减小输电线路老化和毁损的可能性。通过总结以往的雷击灾害，能够看出，发生在中性点接地电网中的雷击事故中大多表现为单相闪络，通过在输电线路总安装自动重合闸这一原件，可以减少此类灾害发生的频率，进一步降低雷击对输电线路稳定性和安全性的影响。
2.4改变输电线路的绝缘性
在通常情况下，220kV高压输电线路杆塔的高度越大，受到雷击的几率就越大，故在大面积使用杆塔的区域极易遭到雷击。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高度较大的杆塔中适当增加绝缘子的数量、增加杆塔顶端之间的距离，能够改变输电线路的绝缘性，增强输电线路抗雷击的性能。当高压输电线路受到雷击后，杆塔内的感应电流和等值电感会随之增大，因此杆塔越高，遭受雷击后的损失也会越大。必须依据相关的技术规定和标准来确定需要增加的绝缘子片数量。
2.5安装垂直地极
在土壤电阻率较高的地区，使用垂直地极是一项有效的弥补措施。安装使用垂直电极可以有效改善土壤表面接地较差的问题，可以在杆塔周围的位置安装适当数量的垂直接地极，埋设深度应该保持在0.5m左右。对水泥杆塔而言，垂直地极的安放位置应当与杆塔距离4m为宜。而对铁塔而言，垂直地极的安放位置与塔杆距离6m为宜。垂直地极应当经过圆钢或角钢的处理，使地极之间的距离保持在4~6m的范围，长度应当大于1.5m。当在陡坡的地理条件下安装垂直地极，要准确计算地极的安装深度和垂直地表面的深度，从而发挥地极散流的作用。
2.6使用并联保护间隙技术
采用这种技术是将一对金属电极并联于绝缘子串的两端，电极之间的间隙位于闪络位置，能够避免绝缘子串被电弧所灼烧。其原理是：在输电线路受到雷击后，绝缘子串两端会产生雷电电压，保护间隙在绝缘子串放电之前进行放电，电弧会在保护间隙之间的电极上进行燃烧，最终会被吹开，防止电弧直接灼烧绝缘子串。
3、杆塔接地电阻的设计安装方法
杆塔接地电阻在设计时要考虑到220kV输电线路的耐雷水平，尽量降低雷击跳闸率。所以在设计过程中应该考虑降低接地电阻，即降阻，这样就能有效降低雷击对杆塔的伤害。本文提出一种SZJ接地装置，它是一种可以明显降低接地电阻的杆塔接地装置，它是基于WJ型空腹式接地装置的基础上所深入研究并创新开发的新技术，其安全稳定性更高，而且防雷特性更好。在设计接地SZJ接地电阻装置时，应该首先考虑接地坑内的回填粘土厚度，大约保证在300~400mm为最佳，回填后立刻夯实。然后利用螺栓来衔接半圆筒，制作具有渗水、蓄水和吸水功能的接地性导体，立于接地坑中央，四周用粘土夯实。
当进入雨水丰润期时，SZJ接地电阻就会进入注水状态。在这里，圆筒就是一个供水水源，它保证了接地体表面与周围土壤的长期湿润度。在接地体两端，则分别安装了两条连接引线并与水平接地网的接地引线，以此来形成接地连线双回路。它的作用有三：第一，通过接地体周围的回填土壤低电阻率来降接地体周围的接触电阻，达到降低接地电阻，防止雷击的目的；第二，通过接地坑内的回填粘土来增加接地体尺寸，从而使接地电阻显著降低；最后，由于接地体周围土壤可能长期保持湿润状态，这也能够一定程度降低土壤电阻率，从而降低接地电阻，防止雷害。
4、结语
高压输电线路是国家电网运行的关键，保证高压输电线路的安全运行是应有之举，具有重大意义。雷电是高压输电线路遭受破坏的主要因素，会给高压输电线路的运行造成威胁。尽管当前我国在220kV高压输电线路防雷接地技术上取得了突破性的成果，但是还需要进一步的努力，提高防雷接地的技术水平，完善已有技术，保障电网的稳定运行，为社会和国家的发展提供有力的支撑。
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论文作者:顾晨冰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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