架空輸電線路防雷與接地設(shè)計探析

宋 鈺

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司射陽縣供電分公司， 江蘇 鹽城 224300）

引言

我國經(jīng)濟已經(jīng)實現(xiàn)了飛速發(fā)展，在近幾年的發(fā)展過程中，為了滿足人們不斷增加的電能需求，供電企業(yè)不斷地開展電力工程建設(shè)，建立了龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)。架空輸電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，輸電線路承擔著電能的傳遞和輸送，并且輸電線路也是目前電網(wǎng)系統(tǒng)中使用的數(shù)量最多的、分布最廣的設(shè)施。由于我國幅員遼闊，人口分布密集，架空輸電線路在輸電線路的設(shè)置上往往采用架高，并且采用高壓的形式進行輸送。輸電線路在日常運行的過程中經(jīng)常會受到天氣或者是氣候的原因?qū)ζ湓斐傻挠绊?，尤其是夏天的雷電對輸電線路的影響是最大的。為了保證輸電線路在日常的運行過程中的安全性和穩(wěn)定性，架空輸電線路的防雷和接地工作就顯得尤為重要[1-2]。

1 架空輸電線路的防雷和接地的必要性

架空輸電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中是由電線塔、架空地線、接地導體、接地引線以及絕緣體等共同組成的。絕緣體是整個設(shè)備的關(guān)鍵裝置，以此來保證電能在輸電線路傳遞過程中的正常穩(wěn)定運行。由于電網(wǎng)系統(tǒng)中的輸電線路的設(shè)置是利用線路直接架空在空中的，輸電線路會長期裸露在空氣中，在遇到惡劣天氣或者是長時間使用的過程中會有輸電線路發(fā)生破損的情況發(fā)生，因此在輸電線路的安裝過程中需要對整個輸電線路進行防雷和接地操作。防止由于雷電天氣或者是由于大風等自然災害原因?qū)е螺旊娋€路故障。

輸電線路承擔著電網(wǎng)系統(tǒng)的電能輸送的作用，對輸電線路進行有效的安全保證，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)有著非常重要的作用，輸電線路的防雷設(shè)計已經(jīng)成為了目前輸電線路的最大的潛在危害，據(jù)此加強對輸電線路的防雷工作是必不可少的。防止輸電線路由于雷擊的原因?qū)е缕洳荒軌蛘９ぷ?，也是對輸電線路的接地裝置很高的要求，當發(fā)生雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生時，需要接地裝置產(chǎn)生作用，將雷電產(chǎn)生的電流引導到地下，阻止其對輸電線路產(chǎn)生的危害。同時電線塔也是輸電線路中的一項重要裝置，電線塔作為整個架空輸電線路的支撐體，一般情況下，輸電線路都是采用鋼鐵制作而成，這在一定程度上有著良好的導體的作用，電線塔能夠很好地將電流引入到地下是保證輸電線路不受到雷擊破壞的另一項重要保障[3]。

2 影響架空輸電線路安全穩(wěn)定的因素

輸電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中影響其正常穩(wěn)定運行的情況主要有兩種，一種是由于雷電直接擊中了輸電線路或者是電線塔，造成了輸電線路瞬間的內(nèi)部電流急劇增加，從而導致輸電線路內(nèi)部的電阻值瞬間增大，對輸電線路造成了影響，另一種情況是雷電發(fā)生在輸電線路的附近，雷電產(chǎn)生的電磁干擾會影響到輸電線路的正常穩(wěn)定的運行?？傮w來說，影響架空輸電線路的安全穩(wěn)定的因素主要有。

2.1 線路設(shè)計的影響

輸電線路的科學設(shè)計是輸電線路安全穩(wěn)定的首要條件，在輸電線路的設(shè)計過程要充分考慮輸電線路周圍的土壤環(huán)境和輸電線路的氣候環(huán)境條件，綜合輸電線路的設(shè)計要求和設(shè)計目的，對輸電線路進行科學的設(shè)計?？茖W的輸電線路的設(shè)計方案不僅能夠有效地降低輸電線路在運行過程中的故障。在進行設(shè)計的時候要充分做好輸電線路上的絕緣體、電線塔以及引線等的科學合理布置，保證各個電力設(shè)施之間的安全距離和安全設(shè)計要求[4]。

2.2 環(huán)境方面的影響

輸電線路的周圍環(huán)境對輸電線路的影響是十分巨大的，輸電線路周圍的環(huán)境包括對輸電線路電線塔基座的地面的地基情況以及輸電線路周圍常年的氣候環(huán)境、突然環(huán)境。輸電線路由于長期暴露在空氣環(huán)境中，這就會產(chǎn)生很大的危險。在進行輸電線路的設(shè)計時要充分考慮到輸電線路的土壤環(huán)境的影響，土壤的電阻率對土壤有這非常重要的影響，這直接影響著土壤的電導率。

2.3 施工方面的影響

輸電線路的安全穩(wěn)定與工作人員的安裝過程有著非常大的關(guān)系，輸電線路一般安裝在比較在偏遠的山區(qū)或者是野外，這在一定程度上增加了工作人員的工作難度，并且在監(jiān)督上也不能夠進行有效地監(jiān)督。有時存在著特殊情況就是設(shè)計中和實際存在不現(xiàn)實的做法需要改道時，施工人員不能夠進行有效地安全設(shè)計，這就對輸電線路的安全穩(wěn)定造成了很大的影響[5]。

3 提升輸電線路防雷和接地設(shè)計的措施

綜合上節(jié)中架空輸電線路的安全影響因素，結(jié)合實際生產(chǎn)生活中架空輸電線路在雷擊事故中一般形成于四個階段，因此需要綜合四個階段開展防雷設(shè)計：

1）防直接雷，防直接雷就是在架空輸電線路周圍進行避雷裝置的安裝，防止其收到雷擊的影響。

2）防閃絡(luò)，利用在地面進行降低電阻、加強線路絕緣的方式規(guī)避可能發(fā)生的閃絡(luò)問題。

3）防建弧，加工輸電線路在發(fā)生了閃絡(luò)問題后可能會出現(xiàn)電弧，必須采取相應的措施防止穩(wěn)定的工頻電弧的建立。

4）防停電，當架空輸電線路發(fā)生工頻電弧建立后，此時必須采取極有力的措施避免電力輸送發(fā)生中斷或者是供應發(fā)生中斷。

在實際開展防雷和接地設(shè)計，能夠有效的提升架空輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，具體措施如下：

3.1 提升輸電線路防雷設(shè)計

在電網(wǎng)中進行輸電線路的防雷設(shè)計是輸電線路的基本設(shè)置，也是輸電線路針對雷電最有效的手段。在實際的應用過程中輸電線路進行防雷設(shè)計能夠減少輸電線路被雷電擊中的頻率，防雷電裝置能夠極大地減少電線塔中大量的電流，減少雷電對電線塔的破壞。同時在經(jīng)過多年的實際研究發(fā)現(xiàn)，輸電線路架空的高度越高，防雷電裝置的成本越低，并且其在防雷效果上也越有優(yōu)勢。還有就是要在輸電線路上安裝相應的自動重合閘裝置，這種裝置的設(shè)計在輸電線路受到雷電的擊中時，自動重合閘能夠在跳閘后實現(xiàn)自動的重合閘，能夠快速地應對雷電裝置對輸電線路和電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，保障電能供給的及時恢復，減少了停電時間。在輸電線路防雷設(shè)計中還應增加輸電線路的絕緣性，在輸電線路中采用差絕緣或者是采用不平衡絕緣的方式能夠?qū)旊娋€路中的絕緣性質(zhì)大大的提升。

3.2 提升輸電線路接地設(shè)計

輸電線路的接地裝置首先是在設(shè)計階段是就需要對輸電線路的接地裝置進行重視。在設(shè)計階段要對輸電線路的周圍的地理環(huán)境和氣候環(huán)境有效勘察，有效地避免雷電頻發(fā)的地區(qū)和環(huán)境中，按照相關(guān)的要求科學、合理地對其進行設(shè)計。接地裝置的另一項是在接地裝置的地面導電體的處理上，導電體是埋在土壤中發(fā)揮工作的，導電體與土壤之間存在著電阻，接地電阻的大小影響著雷電的導通情況，在進行設(shè)計、安裝的過程中要盡可能地將校接地電阻，在實際的施工過程中可以采用多種方式對接地電阻進行處理，例如外引接地、放射型接地或者是復合接地的方式進行處理，都能夠有效地降低接地電阻。

4 結(jié)語

架空輸電線路的安全性和穩(wěn)定性對電網(wǎng)系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用，供電企業(yè)必須進行重視，在實際的施工過程中要綜合多方面的因素進行考慮，既要考慮到當?shù)氐臍夂颉⒌乩憝h(huán)境，更需要考慮到設(shè)計、安裝過程中對架空輸電線路的防雷和接地的影響，采用合理有效的措施增加架空輸電線路的防雷和接地效果，從而實現(xiàn)對整個輸電線路的保護工作，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。