【输电线路防雷与接地初探】 输电线路防雷措施

　　【摘 要】近年来，随着我国电力事业的迅速发展，电力网络的建设规模不断扩大。输电线路雷电危害会给整个电力系统造成难以估计的损失，防雷和接地措施已经被全面纳入电力系统设计的考虑范畴。本文以输电线路为探讨对象，对其防雷和接地装置的构成、制约防雷接地装置发挥作用的原因进行了分析，并提出一些加强防雷保护的具体措施，力求为我国电力事业的建设提供参考。
　　【关键词】电力事业；雷电；输电线路；防雷接地
　　随着近年来我国电力事业的迅速发展，电力网络建设面临前所未有的挑战，防雷和接地措施的更新改造就是其中的一个典型代表。由于电力输送系统覆盖范围十分广阔，其输电线路自然也就呈现出网点众多、辐射面遍布的特点，加之我国大部分输电线路选择的路径在较为开放的自然环境之中，其运行环境会在很大程度上受到自然因素的影响。野外雷击是造成输电线路跳闸、接地网烧断等现象的罪魁祸首，严重的雷电过电压甚至会造成电力设备的损坏和人员伤亡等电力事故，影响整个电力供配系统的正常运作。因此，做好输电线路的防雷保护，是实现安全用电的一个重要方面。
　　一、造成输电线路防雷保护措施无法发挥有效作用的原因
　　虽然我国输电线路具备一定的防雷保护措施，但近年来雷电天气造成的电力系统故障还是屡见不鲜，其原因主要有以下几个方面：
　　（一）雷电天气预测难度大
　　目前虽然有卫星云图系统、大气监测系统等数字信息技术对自然环境进行监测，但大气活动的随机性较强，且复杂多变，现有的技术还无法实现对雷电天气进行准确的预测，导致无法及时准确地获悉输电线路遭受雷击的相关技术参数，雷电预测相关技术还存在一定程度的局限性。
　　（二）输电线路设计安装缺陷
　　部分地区的电力设计部门欠缺一定的责任感，在输电线路设计时没有充分考虑当地的土壤电阻率、雷电绕击率、地质地貌等因素的影响，使得电阻与输电线路不匹配，极易导致雷电天气出现跳闸现象。另外，在输电线路安装施工过程中，施工人员未按照相关安装标准进行操作，导致地网接头焊接不到位、地网铺设不达标等不合格现象出现。
　　（三）输电线路的接地电阻居高不下
　　接地装置是防雷保护措施的重要组成部分，但是在实际操作中，往往存在人为破坏、使用年限超期、阻降剂腐蚀等原因造成的接地装置损坏，使得接地装置的电阻值大大超过正常适用范围，为输电线路遭受雷击危害埋下了隐患，尤其在雷电天气多发的地区，更是成为导致输电线路雷击频发的重要诱因。与此同时，在运用回路测法对接地装置进行测试时，一旦由于测试电极放置过远、内部杆塔锈蚀或不通畅造成测量失误，则会导致对接地装置性能的不准确判断。
　　二、对输电线路进行防雷和接地的有效措施
　　输电线路的防雷和接地措施一般需要考虑电力系统的运行方式、雷电活动的强度、当地的土壤电阻率及地质地貌等多方面因素来进行设置，目前常用的输电线路防雷接地措施主要有以下几种：
　　（一）将避雷线和线路避雷器配合使用
　　传统的防雷保护措施通常通过增设避雷线来减少线路遭遇雷电过电压的影响，但是部分线路还是会因为雷击现象而造成线路跳闸。因此，将避雷线和避雷器配合使用，是全面提升输电线路的防雷击水平的有效方法。具体来说，架空的避雷线具有防止雷电直击导线的功能，同时还具备一定的分流作用，可以有效减少流经线路杆塔的雷电电流、降低杆塔顶部的电位，加之避雷线还可以通过对导线的耦合作用或屏幕作用降低线路绝缘上电压和感应过电压，因此，对电压较高的输电线路采用避雷线防雷，是十分有效的。另外，针对电压相对较小的输电线路来说，避雷线的防雷效果不太显著，此时，线路避雷器就可以发挥相当程度的防雷作用。一旦雷击造成的电流超过核定标准，线路避雷器可以通过分流动作将多余雷电导入大地，避免电压迅速升高造成的安全事故，确保电力输送的安全性。
　　（二）有效降低线路杆塔的接地电阻
　　线路杆塔接地装置是输电线路的必要组成部分，对其进行安装是旨在确保雷电流顺利导入大地，从而使电力设备达到绝缘的效果，有效降低由雷击造成的线路跳闸现象，避免跨步电压造成的人员伤亡。线路杆塔接地应该首先调查杆塔所处区域的土壤电阻率，对土壤电阻率较低地区的自然接地电阻进行充分利用，如若杆塔所处区域土壤电阻率过高，无法有效降低线路杆塔的接地电阻值时，则应该通过使用降阻剂、增加地网辐射线、安装放射性接地体、延伸接地体或增大地网型号等多种方法来对接地电阻值进行有效处理，对杆塔与地网两点联结改成四点联结增加雷电流导入大地通道，使其满足输电线路正常运行的相关要求。
　　（三）加强输电线路绝缘处理
　　部分输电线路架设的地形特殊，需要架空线路跨越极其长的一段距离，这就要求线路杆塔也随之进行大幅度跨越，大面积的输电线路暴露在自然界中，一旦遇上强风天气，大幅度的震荡极容易增加输电线路落雷的几率。如若线路杆塔顶部的电位过高，一旦发生雷击，则会迅速形成感应雷过电压，造成雷电绕击现象，威胁电力运输安全。为了有效预防上述现象的发生，可以在位置较高的线路杆塔上添加绝缘子串，扩大避雷线和导线之间的距离。除此之外，还可以运用不平衡绝缘方式，一旦遭遇雷击，绝缘子片数较少的一侧回路先对地进行闪络，经过闪络之后的导线随即具备避雷线的基本功能，加强了对另一侧回路的耦合作用，使其对雷电的耐受性大大提高，从而持续输送电力，保障电力配送畅通。
　　（四）设置耦合地线
　　前面提到，可以透过降低线路杆塔的接地电阻来进行防雷保护，如果这种方法不可行，那设置耦合地线也可以达到类似的效果。具体做法是，在导线下方安装一条地线或者复合地线光缆，可以增加导线和避雷线之间的耦合作用，提高输电线路的对雷电的耐受力，降低线路上的雷电过电压，从而实现雷击跳闸几率的大幅度下降，保障电力输送安全有效。
　　（五）对保护角较大或地处山坡角度较大的杆塔、频临水系的杆塔和大跨越、大档距的特高杆塔和地势较高杆塔，结合易击区段安装侧向避雷针、接闪器和直击雷保护装置，从而提高线路耐雷水平。
　　结束语
　　随着社会经济的飞速发展，各个行业的用电量不断加大，供配电系统是保障企业生产经营活动和人民日常工作生活顺利进行的重要后备力量，电力企业应该在确保充足的电力供应的基础上，兼顾电力安全。因此，合理选择输电线路的防雷与接地措施，并对其进行定期巡视检修，排除线路障碍，可以有效降低雷电过电压造成的输电线路跳闸、导线烧断等现象的发生，确保用电安全，对电力企业和各行各业的健康长远发展具有极强的现实意义。
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