1、架空输电线路的防雷及接地措施摘要：研究分析了降低线路杆塔接地电阻，架设避雷线路，加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸这些输电线路防雷的常规措施，而接地装置是输电线路防雷保护的主要措施之一。本文分析了架空输电线路的防雷及接地措施，对输电线路防雷的理论研究及工程实践都一定的指导意义。 关键词: 架空输电线路；防雷保护措施 中图分类号： TV734 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 为提高线路耐雷水平和降低雷击跳闸率为目的，国内外的电力专家开展了大量的输电线路防雷研究和措施改造工作。架空输电线路遭到雷击的事故发生通常要经过四个阶段: 线路遭到雷击；线路发生闪络；线路由于发生冲
2、击闪络建立起稳定的工频电弧；电力系统供电中断。针对雷害事故发生的这四个阶段，目前的防雷技术可以大致分成四类，即防雷电直击导线技术；防闪络技术；防建弧技术；防停电技术。 2 输电线路防雷的常用措施 2 1 降低杆塔电阻 根据杆塔所在地区土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻是提高线路耐雷水平非常经济且有效的手段。降低杆塔接地电阻主要方法有以下几种。 ( 1) 充分利用架空线路的自然接地 在实际接地工程中，充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物以及上、下水金属管道等自然接地体，是减小接地电阻、节约钢材以及达到降低接地电位的有效措施。( 2) 外引接地装置 如杆塔所在的地方和有水平敷设的
3、地方，要设置水平接地体。因为水平敷设施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻，起到有效 的防雷作用。对输电线路杆塔的接地装置，其外延长度( 射线长度的最大限度) 如下表 1 所示。 ( 3) 深埋式接地极 如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意以下几点:选在地下水位较丰富及地下水位较高的地方; 杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大接地体的几何尺寸; 利用山岩的裂缝，插入接地极并灌入降阻剂; 填充电阻率较低的物质。 表 1 土壤电阻率与外引接地装置的长度关系 ( 4) 改善土壤电阻率 接地体的接地电阻与
4、土壤电阻率密切相关，鉴于以上原因，可以采用改善接地体周围土壤电阻率的方法，以降低接地电阻。主要方法有:换土法 使用电阻率 较低的土壤来置换掉电阻率较高的土壤。这种方法虽然有效，但工程量太大，造价较高。置换材料的特性应保证电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水份、无强烈腐蚀作用，并且施工方便和经济合理。使用降阻剂 实践证明，在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂，对降低杆塔的接地电阻效果很明显，但需要定期更换以便保持其降阻作用。 铺设水下接地装置。若杆塔附近有水源，利用这些水源布置接地极，可以收到很好的效果。若受地形和地势等因素的限制把工频接地电阻降到合格( 10 ) 以内较困难时，可
5、以考虑采用 6 8 根长为 80 m 的水平射线的方法来降低冲击接地电阻。 2 2 输电线路全线架设避雷线 对于处于山区、草原、高原等土壤电阻率高的地区，架空输电线路的雷击绕击率非常高。为此建议 35 kV 以上电压等级的架空输电线路全线架设双避雷线。35 kV 线路全线架设避雷线之后，其造价必然会有所增加，但增加有限，而引雷效果的作用非常明显。若按全线架设避雷线设计，除增加作为避雷线的钢绞线外，原不架设避雷线部分线路的杆塔需增加避雷线吊架，30% 50% 的杆塔需加高 3 m，相应的拉线、拉线基础及接地工程也将增加部分费用，这样线路的单位造价将在原有的基础上增加 5% 10% 左右，可见全线
6、架设避雷线之后，增加的投资有限。2 3 加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点 定期检测零值劣质绝缘子，检测可用目测法和红外测温法，检测出劣质绝缘子并及时更换，也可参照输电线路定期检修的办法对输电线路实行轮换，对输电线路加强运行管理，及时消除绝缘弱点，提高输电线路的绝缘水平。实践证明: 加强输电线路的运行维护消除绝缘弱点对提高输电线路的耐雷水平作用非常明显; 及时清理输电线路下的树木和违章建筑，防止在雷雨天气线路下的杂物引起输电线路短路接地故障; 要有防止车辆撞线路杆塔的措施，防止外力破坏，特别是要对同塔多回重点加强保护。 2 4 采用不平衡绝缘方式 为了节省走廊用地，在现代超高压和特高压输电线路
7、中，采用同杆塔架设多回线路的情况日益增多。为了避免线路落雷时多回路同时闪络跳闸而造成完全停电的严重情况，在采用通常的防雷措施仍无法满足要求时，可采用不平衡绝缘的方案。即使某一回路的三相绝缘子片数少于另一回路的三相绝缘子片数，这样在雷击线路时，绝缘水平较低的那一回路将先发生冲击闪络。闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平。采用不平衡绝缘的方案由于使其中一回路导线将先发生冲击闪络，影响了电网的供电可靠性因而在输电线路中很少采用。 2 5 装设自动重合闸方式 我国 110 kV 及以上线路的重合闸成功率高达 75% 95%，可见提高自动重合闸的投运率，是提高
8、输电线路耐雷水平，减少雷击跳闸率，提高供电可靠性，保证电网安全的有效措施。在实际设计中，在山区、草原、高原等多雷地区，为提高输电线路耐雷水平，减少雷击跳闸率还可以在常用措施的基础上架设耦合地线，采用负角保护针配合降低杆塔接地电阻，安装喷射气流灭弧防雷保护间隙装置中装线路避雷器、加侧向避雷针以及可控避雷针等措施。这些措施在我国电网的实际工程中都得到了应用。但是在具体应用时，应综合考虑，多次试验。 3 线路接地要点分析 3.1 做好杆塔接地设计 在架空输电线路初步设计选线阶段，相关工作人员应到线路所在地区实地调查沿线雷电活动情况，尽量避开雷击频发地段，确定合理的线路方案。同时，勘测人员应对线路杆位
9、的土壤电阻率进行逐基测量，为合理设计杆塔接地装置提供准确资料。最后，电气设计人员必须根据实际土壤电阻率数据进行验算，确定最适合现场情况的接地形式，并画出接地图纸。 3.2 降低接地电阻 通常对于土壤电阻较低的地区，应充分利用杆塔基础和拉线等自然接地，并尽量降低杆塔的接地电阻。对于处在土壤电阻率较高的地区，可选择放射形接地方式、连续伸长接地体方式、外引接地方式、复合接地方式、换土方式、物理接地模式等接地装置降低杆塔的接地电阻。另外，也可采用加长接地极并使用降阻剂的方式降低杆塔冲击接地电阻。 3.3 使用降阻剂 随着电阻工程技术迅速发展，具有超高导电性的降阻剂不断更新，在接地系统中正确而适当地使用
10、降阻剂，可有效减小接地电阻，从而满足线路防雷对接地电阻的要求。降阻剂可以很快深入地面土壤，有效增大分散电流范围，适合在土壤电阻率较高或山区岩石地段使用。 结束语 综上所述，降低线路杆塔接地电阻，架设避雷线路，加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸等这些常规措施施在输电线路防雷保护方面起到了一些非常有效作用，在以后的输电线路防雷工程中可以广泛应用。 参考文献： 1柴正云.对输电线路接地技术的探讨J.电力建设，2009(07). 2苏北海.高压架空输电线路防雷技术探讨J.湖南水利水电，2010(02). 3 吴 伟 智 . 架 空 输 电 线 路 的 防 雷 措 施 J . 大 众 用电,2009(03). 4余力,李和国.架空输电线路的防雷与接地J.江西电力，2010(02). 5黄福勇,周卫华,周挺,王成.架空输电线路杆塔接地装置J.湖南电力，2008(06). 6张世亮.架空输电线路接地装置设计中的几个要点J.企业技术开发，2010(05).
