摘要：架空输电线路是我国长距离电力传输中最常见的架设方式，在整个电力系统中占有非常重要的地位。正是由于架空输电线路跨越的地区多，再加上架设的形式是露天的，这就很容易受到自然天气的影响，夏秋之际更会时常遭受雷击，导致设备损坏或者跳闸的现象发生，影响线路的正常供电，所以，做好架空输电线路防雷与接地施工技术对维护我国电力系统的正常运行至关重要。本文首先介绍了雷击对架空输电线路产生的危害，然后具体阐述了架空输电线路的防雷技术，最后具体介绍了架空输电线路的接地施工技术。
关键词：架空输电线路；电力系统；防雷；接地施工技术
一、引言
为了满足人们对电力需求的日益增加，近些年，我国致力于电网工程建设，现在很多偏远地区也都架设了电网，电力已经走进了千家万户。但是，架空输电线路露天的架设环境隐藏着很多不安全因素，极容易受恶劣天气的影响，雷击就是其中最为常见的一种。电力技术人员的当务之急就是做好架空输电线路的防雷与接地技术，确保电力能够正常输送。
二、雷击对架空输电线路的危害
电网中的事故以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障中雷击跳闸占的比重较大，尤其是在山区、丘陵的架空输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的，所以防止雷击跳闸以及良好的杆塔接地措施可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率，从而保证电力网络的安全性。
三、架空输电线路的防雷技术
根据国内外架空输电线路多年的运行经验，下面汇总几条国内常用且效果较好的防雷措施。
1.合理选择路径
大量运行经验表明，线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段。线路若能避开这些地段，或对这些地段线路加强保护，则是防止雷害的根本措施。实践表明，下列地段易受雷击：山区风口、顺风的河谷和峡谷、四周是山丘的潮湿盆地、地质断层地带、岩石与土壤交界处、岩石山脚下有小河的山谷、地下有导电性矿的地面和地下水位较高处、突出的山顶、山的向阳坡[1]。
2.架设避雷线
架空输电线路中最常使用的避雷措施是架设避雷线，它能有效降低输电线路遭受雷击的概率。110kV输电线路宜沿全线架设避雷线，少雷区可不架设避雷线，但在变电所或发电厂的进线段应架设1～2km避雷线。220～330kV输电线路应沿全线架设避雷线，少雷区可架设单根避雷线，山区宜架设两根避雷线。500～750kV输电线路应沿全线架设两根避雷线。
杆塔处，避雷线对边导线的保护角，应符合下列要求：对于同塔双回或多回路，220kV及以上线路的保护角均不大于0°，110kV线路不大于10°；对于单回路，500～750kV线路的保护角不大于10°，330kV及以下线路不大于15°；单根避雷线线路不大于25°。对重覆冰线路的保护角可适当加大[2]。
3.安装自动重合闸保护
架空输电线路在遭受雷击之后很可能会引发跳闸，这样就会停止电力的输送，影响居民的用电。如果在线路中安装自动重合闸保护装置，它能在线路遭受雷击跳闸后自动投入使用，暂时稳定电力系统的供电状态，不影响居民的用电。在安装自动重合闸保护装置之前，需要实地考察线路沿线遭受雷击的概率和程度，以此为依据合理调试设备，这样才能使自动重合闸保护装置发挥出最大的作用。
4.安装线路防雷用避雷器
根据多年的工程实践可以发现，位于山区、丘陵地区的架空输电线路，雷击闪络远高于平原线路。这主要是一方面前者因地形地貌的关系使避雷线的屏蔽作用变坏，另一方面与土壤电阻率高、杆塔接地电阻不易达到较低值有关。为了充分利用有限的资金获得较好的降低线路雷击闪络的效益，根据线路雷击的特点，建议线路避雷器优先安装在多雷地区变电站进线段、山区线路易击段、大跨越的高杆塔上[3]。
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5.采用不平衡绝缘
国内多处电网均发生过同塔双回110kV和220kV线路雷击时多相绝缘子闪络，从而引起双回线路同时闪络跳闸的情况。采用在平衡绝缘的一回线路上适当增加绝缘以形成不平衡绝缘的措施，可以减少雷击引起双回线路同时闪络跳闸的概率[3]。
6.安装绝缘子并联间隙
中雷区及以上地区或地闪密度较高的地区，可采取安装绝缘子并联间隙的措施保护绝缘子。北京电力公司自2005年底起，在多条雷害严重的35kV线路上全线试用了绝缘子并联间隙。经过4个雷雨季的运行，绝缘子并联间隙运行情况良好。在间隙上发现放电点，间隙起到了保护绝缘子的作用，绝缘子损坏率有所下降[3]。
四、架空输电线路的接地技术
架空输电线路的接地技术主要是通过控制接地电阻来提高线路的防雷水平。高压架空输电线路杆塔的接地装置，可采用下列型式：
1.自然接地
在土壤电阻率小于等于100Ω.m的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。发电厂和变电站的进线段，应另设雷电保护接地装置。
2.设置人工接地装置
在土壤电阻率大于100Ω.m，且小于等于300Ω.m的地区，除应利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，应增设人工接地装置，接地装置埋设深度不宜小于0.6m。
在土壤电阻率大于300Ω.m，且小于等于2000Ω.m的地区，可采用水平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.5m。
在土壤电阻率大于2000Ω.m的地区，接地电阻很难降到30Ω以下时，可采用六至八根总长度不超过500米的放射形接地极或采用连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合的方式[4]。
3.使用接地模块
接地模块的主体材料与土壤的物理结构相似，能与土壤结合为一体。使接地体与土壤的有效接触面积比金属接地体大许多倍，增大了接地体的有效散流面积，极大降低接地体与土壤的接触电阻，因此能显著提高接地效率，减少地网占用土地面积。接地模块自身有很强的吸湿保湿能力，使它周围的土壤保持湿润，保证接地模块有效发挥导电作用。同时，接地体中导电物的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响，因此能提供稳定的接地电阻。接地模块的非金属材料使电阻率相差巨大的金属与土壤之间形成一个变化比较平缓的低电阻区域，当大电流冲击时，可降低接地体、接地线暂态电位梯度，降低跨步电压和接触电压，减少发生地电位反击的概率。接地模块的主体本身是抗腐蚀材料，它的金属骨架采用的表面经抗腐蚀处理的金属材料，因此接地体总体抗腐蚀性能优良，使用寿命长。
五、结束语
综上所述，雷击给架空输电线路带来的影响和损失是巨大的，不仅大大提高了维修成本，还会极大影响人们的日常生活。因此，技术人员一定综合考虑架空输电线路各方面的影响因素，结合输电线路所处地区的实际情况，采取科学的防雷技术和接地施工技术，选择合适的位置设置杆塔，有效控制线路的接地电阻，最大限度提高输电线路的防雷性能，保证线路的安全和居民的正常用电。
参考文献：
[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：中国电力出版社，2002.
[2]110kV～750kV架空输电线路设计规范（GB 50545-2010）[S].北京：中国计划出版社，2010.
[3]交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范（GB/T 50064-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.
[4]交流电气装置的接地设计规范（GB/T 50065-2011）[S].北京：中国计划出版社，2011.
作者简介：
谭科（1986），性别：男，民族：汉，籍贯：湖南益阳，学历：本科
论文作者:谭科,叶芳问,王晗靖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/24
标签：线路论文; 避雷线论文; 防雷论文; 土壤论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 地区论文; 《电力设备》2017年第19期论文;