摘要：架空输电线路在电网中的地位极为重要，一旦雷击损坏，将直接影响主网的安全可靠运行，造成严重的后果，因此要求有可靠的防雷措施。对此，本文将重点分析架空输电线路防雷与接地的设计，希望对于架空输电线路防雷击有所帮助。
关键词：架空输电线路；防雷；接地；设计
社会和经济的发展，需要输电线路完成更远距离传输和更高电压运行，这样的趋势导致了输电线路呈现了大型化和高空化的趋势，利用架空输电线路传输电能的距离将会越来越大，架空线路的电压也越来越高。架空输电线路是用绝缘体将输电线路固定在直立于地面的杆塔上用以传输电能的输电线路，它由导线、架空地线、杆塔、绝缘子串、接地装置等部分组成。运行统计数据表明，引起输电线路故障跳闸的原因很多，其中因雷击引起的跳闸次数约占总跳闸次数的60％以上，位居所有跳闸原因之首。因此，应该加强对架空输电线路防雷接地工作的研究和探讨。
1、架空输电线路两种雷击的分析
雷击是常见的自然现象，架空输电线路容易造成的雷击种类主要有直击雷与感应雷两种。其中直击雷可以分为绕击雷与反击雷两种，感应雷可以分为电磁感应雷与静电感应雷两种。现将其分述如下：
1.1感应雷
当雷电放电时，会产生较强的雷电流，能够在空气中形成变化较快的磁场，从而形成了电磁感应雷。这种电磁感应雷能够感应出较大的电动势。电磁感应雷与架空输电线路之间会产生电磁火花，产生的高电位能够沿着架空输电线路传送到建筑物或者变电站内部，从建筑物内用电设备造成伤害。
静电感应雷为当雷电云层运动时，在架空输电线路顶部的会产生与雷电云层电性相反的电荷，当雷电云层放电之后，雷电运行包含的电荷就转变为自由移动的电荷，这就会产生较高的静电电压，该静电电压的能够达到几十万伏，会引发架空输电线路顶端出现不同程度的放电现象，从而产生电火花，引发爆炸。火灾等危害。
1.2直击雷
直接雷分为绕击雷与反击雷两大类，架空输电线路受到绕击雷的危害主要有：雷电绕过架空输电线路中设置的避雷线路而对架空输电线路产生危害。该类雷电事故的发生主要与架空输电线路的杆塔高度、架空输电线路导线保护脚设计及架空输电线路所处区域的地质、地貌等条件有着直接关系。为了防止绕击雷对架空输电线路危害，在进行架空输电线路设计时，可以设置高空雷电拦截先导，防止绕击雷进入到接地体的绕击区域。
2、输电线路雷击及跳闸分析
根据电网故障分类统计数据，架空输电线路在运行中，由雷击引起的高压线路跳闸次数占50％～70％。架空输电线路雷害事故的形成通常包括四个阶段：
（1）输电线路在遭受雷击时，雷电流通过杆塔接地装置泄流入地，产生雷电过电压的作用。
（2）输电线路设备及其绝缘受到破坏发生闪络。
（3）输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压。
（4）线路跳闸，供电中断。要及时处理这种情况，必须对雷击跳闸的形式及原因进行分析。线路雷击跳闸主要表现为两种形式：首先是直击雷过电压，是由雷直接击于线路或杆塔而引起的；其次是感应雷或绕击雷过电压，是指雷击线路附近地面或线路杆塔时，由于电磁感应绕过避雷线击于在导线上而引起的。无论哪种形式，如果防雷措施不良，都会造成很大危害。
3、输电线路防雷接地电阻因素
经过双地线保护，确保耐雷达到要求的水平，所有线路的进线段接地电阻都需要保证在5~10Ω的范围内，对一般线段通常需保证在5~20Ω范围内，按照耐雷水平的需要，110~220kV输电线路对接地电阻的要求很高。表1为110kV、220kV输电线路对接地电阻的要求。
表1 输电线路耐雷水平与接地电阻的关系
如果输电线路是对单地线，耐雷水平在接地电阻不变的前提下低25%左右，这是因为架空地线耦合系数比较小。实际上，即便满足了上表的基本要求，却很难达到满意的耐雷水平。输电线路接地电阻值在很大程度上左右着线路的耐雷水平。所以，必须对接地装置进行改进并尽量控制接地电阻。
4、输电线路接地装置影响因素
接地体与接地引下线统称为防雷接地装置，包括地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻，这也是架空输电线路的一个重要部分。防雷接地装置的作用主要是使雷电流能能够可靠流经引线、保护线路设备绝缘、减少雷击跳闸几率、消除跨步电压对人体的威胁等。从另一个角度分，接地装置包括了自然接地体以及人工接地装置，人工接地装置的作用在于对自然接地体的补充，使得接地电阻达到保护要求。和接地装置的冲击特性相关的几个参数有装置的结构、尺寸、以内时，其导电性能比较好，而土壤电阻率上升会引起接地电阻快速增大，二者大体为一次线性相关；如果土壤电阻率接地电阻最理想的也只能确保在10~20Ω范围内，极难再降水平的提高只能采取其他措施。
5、架空输电线路的防雷与接地设计分析
5.1架空输电线路的防雷设计
对于架空输电线路防雷设计而言，其需要从根本上解决雷击跳闸率的问题。因此，所落实的具体设计工作包括：
（1）优化设计避雷线的设计。架空输电线路中合理设计避雷线，可以在一定程度上预防输电线路遭受雷击的可能。就以往架空输电线路避雷线设置情况来看，架空输电线路避雷线应用效果与杆塔高度、保护角大小有关。因此，在具体设计架空输电线路的避雷线时，应当结合实际情况，合理设置杆塔高度、保护角的角度，以便优化使用避雷线。
（2）安装自动重合闸保护装置。在架空输电线路上安装自动重合闸保护装置是一种比较安全的防雷设计。但要想使此装置充分发挥作用，则需要了解当地雷击情况，进而合理安装和调试自动重合闸保护装置，促使其能够在雷电闪络之后自动进行重合，使输电线路快速恢复正常，促使输电线路良好运行。
（3）加装耦合地线。为了尽可能的避免架空输电线路出现雷击跳闸的情况，加装耦合地线也是一种非常有效的办法。加装耦合地线的具体措施是在架空输电线路经常发生雷击跳闸的位置，增加耦合地线，使其在架空输电线路运行中发挥耦合作用和分流作用，适当的减少输电线路线的接地电阻，使其对输电线路的影响较小，提高架空输电线路的安全性、稳定性，为防范雷击创造条件。
5.2架空输电线路的接地设计
对于架空输电线路接地方面的设计，则要注意以下几点：
（1）做好架空输电线路杆塔接地的设计。因架空输电线路杆塔接地情况对架空输电线路防雷击性能有一定影响。为了避免架空输电线路遭到雷击，在设计架空输电线路杆塔接地时，工作人员应当对设置架空输电线路的区域进行沿线雷电活动情况的调查，掌握雷击频发地段，进而合理规划架空输电线路杆塔的设置方案。
（2）适当降低输电线路接地电阻。架空输电线路接地电阻控制不当，会对整个输电线路的运行造成一定不良影响。在架空输电线路防雷与接地设计中，应当注意适当降低架空输电线路接地电阻。具体的做法是根据架空输电线路所在区域土壤电阻率情况，合理选用接地方式，如放射形接地方式、连续伸长接地体方式、外引接地方式等。在此基础上，合理进行输电线路接地，提高输电线路的安全性和稳定性。
（3）正确使用降阻剂。架空输电线路防雷与接地设计中，还要注意控制降阻剂的使用。为了使降阻剂在架空输电线路中发挥作用，在设计降阻剂应用的过程中，需要了解架空输电线路接地情况以及线路接地所要达到的目的，进而合理设计降阻剂，促使其可以适当增加分散电流范围。
6、结语
从统计数据来看，雷击输电线路的危害在达到某种程度后会直接影响到电力系统中的各种设备，从而危及供电系统的稳定性与安全性。为了避免输电线路受到破坏，应根据输电线路的路径设计科学合理的防雷接地方案，为输电线路的正常运行提供保障。
图2高压试验流程图.png)
4、高压电气交接试验监督
试验监督是保证试验按照规范标准进行的主要手段，因此在监督工作正式开展之前应编制详细的监督方案，建立一支技术过硬的专业监督队伍，明确不同成员的责任，因此达到监督过程中相互配合，保证监督工作顺利有效的开展。具体内容主要包括以下三点：
4.1试验之前进行技术之间的交流，做好各项准备工作，为试验的顺利实施奠定坚实的基础。
4.2细化监督管理，并对试验全过程进行有效监督，从而能够及时反馈试验中遇到的各种问题，并进行综合的分析给出行之有效的处理参考意见，为试验的顺利开展提供技术支持。
4.3对试验中特高压工程的监督应引起足够的重视，主要因为它是整个特高压工程质量控制和监督的重要内容，保证按照监督原则认真落实。
试验监督应涉及电力设备选型到生产运行的各个环节，尤其在特高压工程的实施阶段，技术监督人员应充分发挥作用准确把握相关的技术参数和技术监督的重点内容，以此提高试验监督的工作效率。
5、结语
作为电力设备企业要想占据竞争的优势，赚取更多利润，不但需要提高技术和生产效率缩短电力设备的生产、更新周期，而且还应保证设备安装质量满足用户的要求。实现上述目标应首先保证电力设备交接试验结论正确、试验内容能够和现实需求达到良好的融合，从而保证整个工程的启动和运行处在良好的工作状态。另外，在保证试验质量的前提下，减少成本开支也是不容忽视的内容。
论文作者:万洄源
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/7
标签：线路论文; 杆塔论文; 电阻论文; 雷电论文; 防雷论文; 避雷线论文; 地线论文; 《基层建设》2016年14期论文;