探究220kV高压输电线路防雷接地技术

摘要：雷电是高压输电线路遭受破坏的主要因素之一，会给高压输电线路的运行造成威胁。虽然我国在220kV高压输电线路防雷接地技术上取得了突破性的成果，但是还是需要进一步的努力，以提高防雷接地的技术水平，完善已有技术，保障电网的稳定运行，为社会和国家的发展提供有力的支撑。本文分析了当前高压输电线路中的雷击故障，探讨了防雷接地技术，希望在实际工作中为预防雷击事故提供一些参考。

关键词：220kV；高压输电线路；防雷接地技术

一、高压输电线路防雷的意义和原则 1.1高压输电线路防雷的意义

我国的高压输电线路大都建设在较为空旷的区域，而这些区域正是雷击发生概率极高的地方。发生雷击会给高压输电线路造成无法估量的损失，高压线路遭受到雷击后，系统就会出现跳闸及切断线路的情况，导致整个系统的出现极大的损害。在雷击发生的地方，当周边的绝缘措施或是抗高压的能力较低的话，就会造成连锁破坏的情况，使得产生的损失无法估量，同时也给周边居民的生命安全造成威胁，其在危害到人们利益的同时，也会伤害到国家的安全利益。对防雷接地的技术合理的进行应用，可减少雷击产生的损害，改善我国的用电情况。 1.2高压输电线路防雷的原则

220kV高压输电线路防雷原则就是要将尽可能的降低雷击造成的线路损失。一切从实际出发，根据不同区域的不同情况，在防雷措施方面也同样采取不同的方法，并且结合当地自然环境、生态环境、地理地质条件环境以及线路周边环境等要素，经过实地考察后，设计出安全可靠又符合实际的防雷措施，以此达到220kV高压输电线路的防雷目的。除此之外，还需要进行对220kV高压输电线路分段评估，对有可能发生事故，或者已经破损的线路进行维修或评估补充等，将可能造成的雷击现象的影响尽可能减少，以使220kV高压输电线路能够更加安稳运行。

二、220kV高压输电线路的防雷接地技术 2.1防雷措施

2.1.1设置侧向避雷针

220kV高压输电线路对防雷接地技术的要求越来越高，侧向避雷针在220kV高压输电线路中，当雷云与大地达到特定距离时，侧向避雷针可以主动改变雷击电场的移动方向，促使雷云能够移动到避雷针的位置，在侧向避雷针的协助下实现安全的释放，削弱高空雷云的电击作用，同时还能强化侧向避雷针防绕击的能力。例如，某供电所在220kV架空高压输电线路防雷接地中，将侧向避雷针安装在架空铁塔横担15m或30m的位置，具体位置选择以防雷实际为主，架空基塔处安装8个避雷针，用于提供侧向的防绕击功能，同时配合防雷金具，提升该高压输电线路的防雷水平。 2.1.2装设避雷线

作为220kV高压输电线路基本避雷措施之一，避雷线的核心作用在于避免雷电对导线的直击。除此之外，避雷线的重要作用还表现在导线耦合性能的应用、雷电流散流的加强、杆塔内部雷电流的减少以及杆塔感应电压降低等方面。关于

避雷线的选择应当从规定的技术要求出发，通常较高的线路电压对应的避雷线效果也越突出，同时其成本造价也相对低廉，因此避雷线的安装是当前220kV高压输电线路必备的防雷措施之一。 2.1.3安装自动重合闸装置

高压输电线路的绝缘子有良好的自我修复性。多数因雷击发生的冲击闪络和工频电弧在输电线路跳闸后，会发生速度较快的游离，致使高压输电线路不会遭受致命的损坏。因此安装自动重合闸对于提升高压输电线路的抗雷能力是相当必要的。由于很多雷击事故在中性点接地的电网中都是单相闪络，因此，电力人员可以使用单相重合闸来降低对用户的供电影响和减轻维修断路器的工作量。 2.1.4提高线路的绝缘水平

关于220kV输电线路绝缘水平的提高可通过在高杆塔中扩大塔头空间距离、绝缘子串片数增加以及大爬距悬式绝缘子的使用等途径得以实现。根据相关规定，安装避雷线的高压输电线杆塔全高超过40m时，每10m就必须添加一个绝缘子串。但若是高压输电线路杆塔全高在100m以上，那么绝缘子的具体串数就需要依据既有的技术经验来合理确定。 2.2接地措施

2.2.1完善电磁感应型接地装置

从雷击闪络反击原理分析，耦合系数的提高以及接地电阻减少是提升输电线路防雷性能的有效途径，而提高耦合系数需要从架空地线与耦合地线两方面得以体现。此外，由于雷击过程存在稳态电磁感应，若是改变这一暂态行波阶段的接地装置分布也能够提高耦合系数。如图1所示，若是ρ>500Ωm时可以采用电磁感应杆塔接地射线的强化结构来夯实其陡波雷击的抵抗能力，但若是ρ>1000Ωm就需要加强这一接地装置结构，电磁耦合系数增加的同时输电线路本身的抗雷击水平也将得到优化。

图1 电磁感应杆塔接地射线结构 2.2.2安装垂直地极

作为高土壤电阻率区域的重要接地措施之一，垂直地极的安装对于表面土壤接地质量的提高至关重要，垂直地极的安装可设置在杆塔附近位置。水泥杆塔，杆塔与垂直地极之间的距离可控制在4m左右；而铁塔的垂直地极安装就需要与杆塔之间保持约6m的距离。关于垂直地极加工开采取圆钢或是角钢的方式，间隔距离控制在4~6m，至于地极长度则一般不低于1.5m。高土壤电阻率地区垂直地极的安装其埋设深度可适当增加0.8m，陡坡地形具体的地极安装深度还需要与垂直地表面深度相联系，这对于接地极散流是重要的保障，能够尽可能减少洪水冲刷对接地极功能的影响。 2.2.3架设耦合地线

虽然降低杆塔接地电阻是最为简单有效的防雷接地技术，但在一些特殊地质环境下杆塔接地电阻难以降低，这种情况采用架设耦合接地线是较好的选择，即在输电导线下方加设一条接地导向，将雷击时的过电压接入地下，以提高输电线路的防雷能力，降低雷击故障的发生频率。通过架设耦合接地线的方法提高220kV输电线路防雷能力的基本原理为：耦合地线能够有效的增加输电导线和地线之间的耦合作用，从而减小雷击时塔顶的高位感应电压，再加上耦合地线对雷击使杆塔的过电流也有一定的分流作用，因此可避免雷击故障的发生。 3结语

总之，提高220kV高压输电线路防雷接地技术，保证220kV高压输电线路的

安全性，提高高压输电线路的抗雷击性能，确保我国电力工业的持久性，为我国经济社会的快速发展提供强劲的动力。 参考文献：

[1]詹其彪，刘渊.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作，2015. [2]周翔.220kV高压输电线路的防雷接地技术及改进研究[J].三角洲，2015. [3]李孔光.浅析220kV高压输电线路防雷接地技术[J].科技展望，2016. 作者简介：

郭永喜（1981.12-），男，河南平舆人，工学硕士，高级工程师，研究方向：高压、特高压输电线路设计。