220kV高压输电线路的防雷设计分析

刘欢

摘要：220kV作为国家电网的运行命脉，高压输电线路的安全意义重大。雷击作为高压输电线路的重要安全杀手，对其安全运行具有很大威胁。雷电作为一种常见的自然现象，严重威胁着220kV高压输电线路的运行安全，为了确保220kV高压输电线路安全、可靠、稳定地运行，应优化防雷设计。

关键词：220kV；高压输电线路；防雷设计

一、前言

高压输电线路在供电系统中有着不可替代的作用，对整个电力运行效果有着非常重要的影响。由于雷电对高压输电线路的运行极容易产生干扰，导致运行效率低，甚至常常出现线路跳闸现象，使供电出现中断，严重影响到电力企业发展以及人们的日常生活，因此，需要加强高压输电线路防雷措施，尽量避免雷电对高压输电线路的影响。下面文章中将对220KV高压输电线路的防雷技术进行分析，提高电力运行的稳定性，促进电力企业顺利发展。

二、雷击故障的原因与危害

当前在220kV高压输电线路中使用频率最高的是金属材料，当线路遭受雷击后会产生大量的感应电流，当大量感应电流进入到输电线路中，会迅速提高整个输电线路内的电压，从而影响到输电线路的安全性和稳定性，容易给正在使用的电力设备造成破坏，给电力通信系统造成损坏。倘若高压输电线路周围设备的抗压性能或绝缘性能较差，一旦出现雷击，这些设备会由于强大的电流而受到二次损害，造成巨大的经济损失，也会给人身安全带来极大威胁。雷击对输电线路的损害是很大的，雷击后开展维修工作需要投入大量财力和人力。应当结合防雷地域的气候、地理环境等其他客观条件的不同，遵守科学合理的原则，制定科学的防雷规划，采取有效的防雷措施，制定出完整、行之有效的处理方案。加强对高压输电线路因雷击造成故障的解决，找出漏洞，做好防御，把雷击造成的危害降到最低。

1、高压输电线路防雷接地中存在的问题

1.1雷电的发生具有随机性

雷电通常发生在夏季，但由于发生雷电的地点和时间具有随机性，很难找出完全符合条件的规律。尽管当前阶段我国的天气预报已经有了很大进步，但在预测雷电这一问题上还有不足，实际工作中难免会出现遗漏。在这种情况下，无法做到精准预测雷电事件的发生，给高压输电线路预防雷电的工作造成被动，因此，需要从多方面应用防雷接地技术。

1.2高压输电线路的设计水平有待提高

不同地区和单位高压输电线路的设计质量参差不齐，设计方案也具有很大差异，我国地理条件复杂多样，给工作人员开展设计工作带来很大难度。倘若在设计高压输电线路时，没有考虑工程的气候条件、实际运行环境，生搬硬套已有方案，容易造成所设计的高压输电线路不能达到工程当地的防雷标准，从而不能有效预防雷击事件。在设计输电线路路径时，应当尽量避开雷区，或加强雷区输电线路的防雷处理。

1.3高压输电设备设备老化导致抗雷能力降低

由于高压输电设备接触点焊接质量不高，有些设备年久失修，使高压输电线路更容易出现跳闸的现象。在高压设备施工的过程中，焊接一些接地体时，所使用的规格并没有达到相关标准的要求，致使高压线路容易出现意外跳闸。

1.4接地电阻较高

当高压线路的接地设备运行一段时间后，由于缺少日常的必要维护，使设备受到严重腐蚀，增大了接地电阻的阻值，对高压输电线路安全运行造成极大威胁。在进行回路检测工作时，若采用的电极不能达到标准或是架杆出现了严重腐蚀，也会给接地电阻的阻值准确性带来影响。

三、防雷接地技术的分析

1.安装避雷针

避雷针是防雷避雷的必备工具，当雷云距离地面还有一定高度时，避雷针能够检测到雷云的先导放电，改变先导放电通道产生的电场方向，把雷击引到与避雷针连接的接闪器上，从而把雷云中的活跃电转移到避雷针上进行释放，降低雷击的危害程度。与其他避雷方式不同的是，避雷针的主要功能并不是避雷而是引雷。避雷针的针状结构可以引导空间内的弱雷，削弱空间中的强雷，做到有效控制雷击。一般情况下，在高压输电线路的杆塔挂靠点处安装两个避雷针。

2.布置避雷线

在220kV高压输电线路上布置避雷线是有效避雷的举措之一，避雷线可以将雷电偏离输电线的位置，避免雷电直接接触到输电线，起到保护输电线路的作用。避雷线可以把因雷电产生的较大强度的感应电流进行分流或是引流，从而减少塔内的电流大小，在最大程度上保持输电线路中电压的稳定，削弱雷击的破坏力。此外，避雷线还能够利用导线本身所具有的耦合性质降低高压输电线路中产生的绝缘电压，减小由于雷击而产生的感应电压的大小。高压输电线路中电压的大小与避雷线的避雷效果基本一致，当线路中的电压越大，避雷的效果也就越明显。

3.安装重合闸

由于220kV高压输电线路的自我恢复能力相对较强，在经历雷击之后，可以较快抑制因雷击出现的闪络现象和工频电弧，而实现这个作用主要依靠的便是自动重合闸。高压输电线路的这种性能可以增强输电线路的稳定性，减小输电线路老化和毁损的可能性。通过总结以往的雷击灾害，能够看出，发生在中性点接地电网中的雷击事故中大多表现为单相闪络，通过在输电线路总安装自动重合闸这一原件，可以减少此类灾害发生的频率，进一步降低雷击对输电线路稳定性和安全性的影响。

4.改变输电线路的绝缘性

在通常情况下，220kV高压输电线路杆塔的高度越大，受到雷击的几率就越大，故在大面积使用杆塔的区域极易遭到雷击。在高度较大的杆塔中适当增加绝缘子的数量、增加杆塔顶端之间的距离，能够改变输电线路的绝缘性，增强输电线路抗雷击的性能。当高压输电线路受到雷击后，杆塔内的感应电流和等值电感会随之增大，因此杆塔越高，遭受雷击后的损失也会越大。必须依据相关的技术规定和标准来确定需要增加的绝缘子片数量。

5.安装垂直地极

在土壤电阻率较高的地区，使用垂直地极是一项有效的弥补措施。安装使用垂直电极可以有效改善土壤表面接地较差的问题，可以在杆塔周围的位置安装适当数量的垂直接地极，埋设深度应该保持在0.5m左右。对水泥杆塔而言，垂直地极的安放位置应当与杆塔距离4m为宜。而对铁塔而言，垂直地极的安放位置与塔杆距离6m为宜。垂直地极应当经过圆钢或角钢的处理，使地极之间的距离保持在4~6m的范围，长度应当大于1.5m。当在陡坡的地理条件下安装垂直地极，要准确计算地极的安装深度和垂直地表面的深度，从而发挥地极散流的作用。

6.使用并联保护间隙技术

采用这种技术是将一对金属电极并联于绝缘子串的两端，电极之间的间隙位于闪络位置，能够避免绝缘子串被电弧所灼烧。其原理是：在输电线路受到雷击后，绝缘子串两端会产生雷电电压，保护间隙在绝缘子串放电之前进行放电，电弧会在保护间隙之间的电极上进行燃烧，最终会被吹开，防止电弧直接灼烧绝缘子串。

四、结束语

高压输电线路是国家电网运行的关键，保证高压输电线路的安全运行是应有之举，具有重大意义。雷电是高压输电线路遭受破坏的主要因素，会给高压输电线路的运行造成威胁。尽管当前我国在220kV高压输电线路防雷接地技术上取得了突破性的成果，但是还需要进一步的努力，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。

参考文献：

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