220kV电网输电线路防雷技术研究

GXF360 2017-06-20

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220kV电网输电线路防雷技术研究

颜繁武

（国网黑龙江省电力有限公司鸡西供电公司，黑龙江鸡西 158100）

摘要：在进行高压输电线路设计的时候，防雷接地设计是其中的重要内容。而在电力系统中，220kV电网输电线路又是其中的重要组成部分。因此，加强220kV电网输电线路防雷具有重要意义，可增强220kV高压输电线路的安全性。文章主要对220kV电网输电线路防雷技术进行了研究，并在此基础上对如何提升220kV电网输电线路防雷进行了探讨，以期220kV电网输电线路的安全性得到显著提升。

关键词：220kV；电网输电线路；防雷技术

随着现今经济以及社会的快速发展，社会上供电需求越来越高，对于高压输电线路的安全性也有了更高的要求。因此，在现阶段需要对输电线路的稳定性进行增强，保障线路运行的安全性。但由于高压线路大多设置在室外，受到雷电原因导致的安全问题经常发生，不仅给人们的生活带来不便，也导致国家以及社会受到很大的损失。由此可见，加强对220kV电网输电线路的防雷技术研究是具有相当的现实意义的。

1 220kV电网输电线路雷击发生情况

在雷击发生的时候，电网输电线路出现通断的主要原因是由于在雷击的时候，该位置会出现强烈的感生电流。一般情况下，220kV高压输电线路的主体是高空架空，因而，发生雷击情况之后，感生电流就会直接通过输电线路对于所在的电力系统造成相应的损害，造成电力设备以及相关的通信系统都出现破坏。在这样的情况下，输电线路就算在其中设置了高压避雷器或者阀型避雷器，也很难发生实际的效果[1]。这主要是因为这些避雷器的动作反应较为迟缓，在进行低压输电的时候出现很强的过电压，最终导致输电线路的防雷效果大打折扣。

雷云实际移动以及放电的时候，会在架空主体导线的周围产生一定的静电感应。当雷云开始放电的时候，该导线中聚集的电荷就会变为自由电荷，并且这种自由电荷也会通过感生电流的方式直接向输电线路进行移动，这时，输电线路也会产生相应的电流。并且，在这种情况下，移动电流也会和导线波足形成雷电感应电压，一般这种电压都在千伏以上，对于输电线路造成的影响是巨大的。当输电线路受到雷击作用的时候，会导致输电线路出现较强的工频电压、冲击闪络、过电压以及跳闸，进而对输电线路产生影响。

2 220kV电网输电线路防雷设置

2.1 接地设置

在输电线路中设置接地设置的主要作用是为了使得输电线路中的电能可以有效释放到地面中去。若输电线路中设置的接地技术较好，则可以使得接地电压迅速降低，避免出现接地电阻反击的情况。需要注意的是，在设计接地设置时，应该做到以下几点：

（1）强化电磁感应型接地装置。依据雷击闪络的原理，减少接地电阻以及电感，并对耦合系数进行提高，这是对220kV输电线路防雷性能进行有效增强的重要方法。而要想对耦合系数进行提高，可设置耦合地线或对地线进行架空的方式进行完成。在实际的情况下，雷击在稳态电磁感应阶段以及暂态行波阶段，可以对接地装置的分布范围进行改变，进而使得耦合系数得到提高。

（2）需要在其中安装垂直地极[2]。垂直地极在高土壤电阻率区域具有重要作用，可作为一种有效的接地弥补措施，改善表面土壤接地质量差的情况。因此，可在杆塔附近设计垂直接地极。若输电线路为铁塔，可在距离杆塔6m的地方安装垂直直接地极。若杆塔为水泥杆塔，一般在距离杆塔4m的区域，作为垂直地极的安装点。在对垂直地极进行安装的时候，一般采用的是角钢或者是圆钢的形式进行安装。垂直地极之间的距离间隔不超过5m，且地极长度应该在1.5m左右。在陡坡中进行垂直地极安装时，安装深度应该根据垂直地表面深度进行实际测算，这样做是保证接地极散流效果更佳，防止因洪水等情况导致接地极的散流功能受到影响[3]。

（3）利用消弧线圈接地。在雷电活动频繁的时候或接地电阻很难进行降低的情况下经常使用消弧线圈的方式接地。这种方法可对单相着雷闪烁故障进行大幅度减少。且还可以使用中性点不接地的方式进行防雷。一般情况下，当二相着雷或三相着雷的时候，一相导线不会发生跳闸情况。导线闪烁之后和地线的作用是一致的，这就等于对整个线路的耦合作用进行了提高，并降低了未发生闪烁的相绝缘子电压，进而使得线路耐压水平得到有效提高。

（4）对杆塔的高度进行降低。对杆塔的高度进行降低主要减小接地电阻，使得电网输电线路的防雷性能提高。在电阻率较低的地区，可对杆塔的自然接地电阻进行相应利用，而在电阻率较高的土壤地区，可以对降阻剂进行利用或对接地方式进行延长，使得接地电阻得到有效降低[4]。

（5）架设耦合地线。若对杆塔接地电阻进行降低存在较大难度时，可架设相应的耦合地线，在导线的下方增加一条接地线，这样一来可以使得输电线路防雷性能有效提高，减少跳闸。

2.2 避雷设置

在进行避雷设置的时候，一般包括以下内容：

（1）设置侧向避雷针。杆塔测针技术是指在杆塔上放置水平测针，扩展避雷线保护区域，并增加避雷线对弱雷吸引数量进行增加，进而使得输电线路受到雷击的概率大大降低。这种技术的工作原理是当雷云进行先导放电时，其距离地面还有一定高度，这时，避雷针就可对先导通道的电场进行相应的改变，使得电场移动方向发生改变，从雷电上移动到避雷针上，并得到有效释放。和保护角以及避雷线相比较，避雷针具有更强的引雷能力，对低空中的弱雷产生的吸引力更强，防雷效果良好。

（2）积极利用绝缘方法中的不平衡法。现代输电线路中常用的是同杆架设的方式，这样做的目的是使用地面积得到有效节省。这种情况下，双回路也得到了广泛运用。这样一来，技术人员就可以对绝缘方法中的不平衡法进行相应的利用，使得双回路的串片数出现差异。这样设置当雷击出现的时候，绝缘子串片数少的线路就会先出现闪络，可增强另一导线所具有的耦合性能，也可增强另一导线的防雷效果。当一线路不出现闪络，供电也不会停止。一般来说，两回路的绝缘水平应该设置在31/2。若将两者之间的差异设置过大，就会导致线路经常出现故障。需要根据线路的实际情况对差异值进行确定。

（3）在其中安装自动重合闸。输电线路的自我恢复功能良好，遭遇雷击之后出现的冲击闪络导致电闸发生之后都会存在游离的情况。这种方式对于输电线路的稳定性与安全性可以进行大大提高，避免了输电线路出现永久性的损坏。在这其中安自动重合闸对于输电线路的自我保护效果更能进行加强，使得雷击对输电线路造成的影响减小，并使得断路器检修的任务量得到有效减少。