架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)研究

摘要：新時(shí)期發(fā)展下，各種電氣設(shè)備、智能產(chǎn)品出現(xiàn)在人們生活、工作中，在提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)供電服務(wù)也提出更高的要求。輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量不僅對(duì)人們生活造成很大影響，還具有高空化、大型化、分布廣的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)最初的目標(biāo)效果，優(yōu)化輸電線路設(shè)計(jì)，提高架空輸電線路的防雷接地水平具有重要的意義?；诖耍疚木蛯?duì)架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容展開分析。

關(guān)鍵詞：架空線路;輸電線路;防雷接地;接地設(shè)計(jì)

1架空輸電線路受雷擊跳閘的因素分析

通常，架空輸電線路雷擊跳閘有下面兩種形式：首先，雷電在輸電線路附近產(chǎn)生作用，加劇了電磁干擾，給輸電線路的正常運(yùn)行帶來影響，從而產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象。另外，雷擊直接擊中架空輸電線路或塔桿，造成線路內(nèi)部電壓急劇升高，增加了線路的電阻值，從而對(duì)線路的安全性和穩(wěn)定性造成影響。造成架空輸電線路受雷擊跳閘的因素主要有以下幾個(gè)方面。

1.1線路設(shè)計(jì)因素分析

對(duì)于架空輸電線路的設(shè)計(jì)，首先要選擇最佳的路徑方案，充分論證導(dǎo)線、地線、絕緣配合及防雷設(shè)計(jì)的正確性，確定各種電氣距離，認(rèn)真選擇桿塔和基礎(chǔ)形式，合理地進(jìn)行通信保護(hù)設(shè)計(jì)等。隨著電網(wǎng)建設(shè)迅猛發(fā)展的步伐，線路設(shè)計(jì)出現(xiàn)工作量大、時(shí)間緊迫等問題，更因?yàn)檩旊娋€路通道地形和土壤結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，有時(shí)候可能造成勘察設(shè)計(jì)不到位的現(xiàn)象發(fā)生，而部分電力工作人員沒有按照實(shí)際土壤電阻率進(jìn)行驗(yàn)算，這便造成桿塔接地形式與現(xiàn)場實(shí)際不相適應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差，最終使架空輸電線路對(duì)雷擊的耐受性受到一定程度的影響。

1.2自然因素分析

架空輸電線路處于室外的露天環(huán)境中，容易受到各種自然環(huán)境的影響，我國是一個(gè)地大物博的國家，各地區(qū)自然環(huán)境差異也有很大不同，針對(duì)不同區(qū)域的架空輸電線路所面臨的環(huán)境特點(diǎn)、地質(zhì)條件也不盡相同。由于自然因素的原因?qū)旊娋€路的安全性、穩(wěn)定性、有效性造成影響。

1.3施工因素分析

架空輸電線路本身具有高危險(xiǎn)性和復(fù)雜性特點(diǎn)，在施工過程中必須結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，嚴(yán)格按照施工圖紙及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行作業(yè)。由于輸電線路施工現(xiàn)場處于土壤電阻高的山區(qū)或者巖石區(qū)域，給正常的施工作業(yè)帶來很大影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不按圖紙施工的情況，最終導(dǎo)致輸電線路施工的質(zhì)量問題。另外，一些施工人員沒有足夠的責(zé)任心和技術(shù)水平，在施工中填土不規(guī)范、接地裝置不合理、細(xì)節(jié)處理不到位，導(dǎo)致輸電線路設(shè)置不合理，容易受到雷擊現(xiàn)象。

2架空輸電線路的防雷與接地設(shè)計(jì)措施分析

2.1合理選擇接地方式

在架空輸電線路接地設(shè)計(jì)中，我們要在了解架空輸電線路所在區(qū)域土壤電阻率具體情況的基礎(chǔ)上，選擇合理的接地方式。如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻率相對(duì)較低，就應(yīng)該充分利用桿塔基礎(chǔ)和拉線等自然接地，防止因遭遇雷電使桿塔接地電阻出現(xiàn)增大的情況;而如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻率相對(duì)較高，那可以采用多種接地方式，例如外引接地方式、放射形接地方式、復(fù)合接地方式、換土方式、連續(xù)伸長接地體方式以及物理接地模式等接地方式。

2.2做好塔桿的接地設(shè)計(jì)

塔桿作為架空輸電線路的支撐條件，自身所具備的接地情況對(duì)線路整體防雷性能產(chǎn)生影響。為了降低架空輸電線路受到雷擊的可能性，對(duì)線路塔桿實(shí)施有效的接地設(shè)計(jì)非常重要，設(shè)計(jì)人員需要做好地形條件及氣候條件的調(diào)查，分析雷電活動(dòng)區(qū)域及雷擊發(fā)生的頻率，合理布置塔桿位置。同時(shí)，測量該區(qū)域土壤電阻率，確保塔桿接地設(shè)計(jì)的合理性。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)避雷線的設(shè)計(jì)

架空輸電線路中合理設(shè)計(jì)避雷線，可以在一定程度上預(yù)防輸電線路遭受雷擊的可能。就以往架空輸電線路避雷線設(shè)置情況來看，架空輸電線路避雷線應(yīng)用效果與桿塔高度、保護(hù)角大小有關(guān)。因此，在具體設(shè)計(jì)架空輸電線路的避雷線時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，合理設(shè)置桿塔高度、保護(hù)角的角度，以便優(yōu)化使用避雷線。

2.4加裝耦合地線

為了盡可能避免架空輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的情況，加裝耦合地線也是一種非常有效的辦法。加裝耦合地線的具體措施是在架空輸電線路經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘的位置，增加耦合地線，使其在架空輸電線路運(yùn)行中發(fā)揮耦合作用和分流作用，適當(dāng)?shù)臏p少輸電線路線的接地電阻，使其對(duì)輸電線路的影響較小，提高架空輸電線路的安全性、穩(wěn)定性，為防范雷擊創(chuàng)造條件。

2.5降低接地電阻

除了安裝避雷裝置和安裝自動(dòng)重合閘裝置外，降低鋼塔的接地電阻可以減小雷電流流過時(shí)產(chǎn)生的電壓降，亦即降低雷擊塔頂?shù)碾娢?，是提高線路耐雷水平的有效而經(jīng)濟(jì)的措施，一般優(yōu)先考慮采用，特別在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線路段，在土壤電阻率很高的地區(qū)，應(yīng)著重改善接地裝置，以盡量降低接地電阻，這使輸電線路的抗雷性能在很大程度上得到提升，如果在輸電線路上設(shè)置了避雷線，每基桿塔不連避雷線的工頻接地電阻要控制在表1的范圍內(nèi)，在桿塔的接地電阻符合表1之后，接地電阻要比輸電線路承受雷電的能力低，如表2所示。

2.6使用降阻劑

降阻劑對(duì)接地電阻具有直接作用，具有長久性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)。降阻劑自身具備多種成分的導(dǎo)電體，將其埋設(shè)在土壤與接地體之間，能夠與金屬接地體形成一個(gè)有效的整體，提高電流流通面。另外，降阻劑的應(yīng)用還能夠降低土壤中的電阻率，起到對(duì)周圍土壤滲透的效果，從而在接地體周圍形成一個(gè)較為平緩的低電阻區(qū)域。降阻劑的應(yīng)用可以提高架空輸電線路的防雷水平，減少接地體的數(shù)量，節(jié)約成本費(fèi)用，提高防雷效果。在使用中設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)輸電線路的具體接地情況，明確設(shè)計(jì)目的，充分發(fā)揮降阻劑所具有的功能效益。

3結(jié)語

綜上所述，隨著我國電力科技水平的進(jìn)步，使得輸電線路不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離電力傳輸，而且使線路可以處于高壓環(huán)境中安全的運(yùn)行，但是，架空輸電線路在運(yùn)行的過程中，會(huì)受到線路設(shè)計(jì)因素、線路環(huán)境因素以及施工因素的影響。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該給予足夠的重視，做好架空輸電線路防雷與接地設(shè)計(jì)，提高輸電線路所具有的防雷性能，從而為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)保障。

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牟超（1995.8.14—），性別：男;籍貫：遼寧省大連市;民族：漢族;學(xué)歷：工學(xué)學(xué)士學(xué)位;職務(wù)：輸電線路檢修;研究方向：架空輸電線路運(yùn)行與檢修;單位 ：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司;郵編：125000。