浅谈设备接地措施对于输电线路的防雷作用

摘 要：本文对输电线路的雷电进行分析，主要包括形成雷电的缘由以及几个种类。然后，对设备接地措施对于输电线路的防雷作用进行分析，同时对存在的问题进行研究，并提出改进的措施和方法。

关键词：输电线路；防雷；接地网；接地降阻措施

中图分类号：TM726 文献标识码：A

接地系统在整个输电线路中发挥着巨大的作用，可以说接地措施直接影响着整个线路的的可靠性和安全性。只有这样，设备和人身安全才能得到保障。

1 输电线路雷电产生的原因和危害

1.1 造成输电线路雷电产生的原因

雷电是一种常见的自然现象，雷电过程中会释放出大量的电能。大气中的热气由于气压低会自动的向高处升，由于高处的空气比较冷，因此二者会产生摩擦。这样，小水滴就会形成，同时这些小水滴会伴随着正负电极。正负电极超过一定的量时，庞大的电场就会形成。这样，不同的云团就会对地面放射电流。因此，闪电和打雷就形成了。

1.2 不同种类的雷电以及危害

在输电线路上形成的大气过电压有两种形式，一种是直击雷过电压，另一种是感应雷过电压。直击雷过电压的形成是因为线路遭到雷的直接攻击。感应雷过电压的形成是因为周围的地面受到雷的射击，造成电磁感应。不论是什么种类的雷电，产生的破坏都是巨大的，以下就对这些破坏进行介绍。

直击雷。直击雷是一种夸张的放电，即雷云直接对大地放电。直击雷的坏力是很强大的，它会直接接触到设备，对设备造成毁坏。比如：电力线和电话线都会受到重击。电流会通过这些线路进入设备，因此会造成严重的毁坏。设备和物体会被直接劈开，房屋也会倒塌，甚至发生火灾，造成人员和物力的伤亡和损失。

感应雷。感应雷分为两种，一种是静电的感应，另一种是电磁感应。雷云上的正电荷一般会存在，但是负电荷在受到雷云的放电时会消失掉。这样，正电荷就会产生破坏力，它会进入设备，通常是以电雷波的方式，这样，设备就会受到损害。许多的电气绝缘层会受被击穿，因此会产生火灾和爆炸事故。

地电位的提升，也被称作雷电波的侵入。当电阻是10Ω时，如果有10kA级的雷电流经过下导体而进入地面时，我们可以使用欧姆定律对电压进行计算，这时的电压是100kV。火灾和触电事故也就随时会发生。

2 做好输电线路中防雷工作的措施和手段

确保导线不受雷击。为了让导线不受到雷击，因此需要安装避雷线、避雷针，或者是对输电线路进行改造。避雷线不但能够减少电压，同时让经过导线的感应过电压大幅度降低。避雷器可以可以让一部分电流进入其他的杆塔，让另一部分进入地层中。因此，避雷线、避雷针可以对导线进行完善的保护。

保证绝缘性的良好。当雷电击到避雷线上时，一定要保证线路的绝缘性良好。因此，可以采取以下措施：避雷线的接地系统要进行改良和提高，对线路的绝缘一定要巩固和加强。针对一些杆塔，要安装避雷器。

尽量保证线路不发生短路故障。为了保证线路发生短路故障的概率降低，因此需要将工频电场强度降低，或者是采取不直接接地的措施。这样，跳闸就不会产生。

保证电力的供应。一定要确保电力的正常供应，即使是在跳闸的情况下。为了达到这一目标，可以配备自动重合闸装置。此外，还可以使用双回路或者是环网进行供电。

除了上面的措施外，还需要做到以下5个方面的工作：

（1）如果闪电的能量聚集到一块不进行释放，那么就会产生巨大的破坏力。需要对闪电能量进行释放，让其在设计好的线路中快速的释放出去。因此，这个过程分为两步，一步是捕捉闪电能量，第二步是将其放到规划好的途径中。

（2）将闪电能量放到规划好的途径中之后需要做什么工作呢？这就需要将这些能量排放到大地中去，这就是接地。作为一个最基础又重要的防雷环节，只有接地做好了，才能将引下线L的电压大幅度的降低。

（3）雷电受到接闪装置的接收和捕捉时，会让引下线电位上升。如果上升到很大的电位时，那么地电位的导体就会有危险。这时，地电位的导体就会升高，那么其周围的人员和设备的安全就会受到威胁。

（4）在所有的外部导线和接地线间使用并联的方式安装避雷器就是分流。分流就是将过电压上的电引入室内或者是设备，这些过电压有可能是直接雷产生的，也有可能是感应雷产生的。当过电压被分流，避雷嚣的电阻就会大幅度的降低，电流就会进入到地层中。

（5）将对象保护起来，保护的导体设备和材料包括：金属网、箔、壳。包围起来后就不会让闪电的脉冲电磁进入到途径中去，对其切断和阻碍。可以说，这是一种有效的方法。

3 不同等级线路的输电线路防雷和接地措施

输电线路的防雷需要根据许多条件和因素来确定，比如：线路的电压等级以及最大的负荷值以及整个系统怎样运行。此外，自然的地理环境因素也要考虑在内，比如该区域的雷电是否频发、杀伤力是否强大，以及地理的地貌等。另外，该地的土壤电阻率的大小也要考虑在内。

35kV的线路可以实行部分线段的架设避雷线，没有必要全线装配避雷线，装配的长度一般为2km左右。对雷电活动频繁和强烈的地段要格外注意，比如：装配金属氧化物避雷器。此外，35kV的线路在装配避雷器时应该注意的以下问题：（1）40.8kV是持续电压的最小值。（2）51kV是额定电压的最小值。（3）在安装绝缘配置时，一定要参考线路的污秽的等级数。

对于110kV的线路要在全线进行避雷线的安装。对于山区，则要装置双避雷线。同时，针对一些发生雷电现象少的地区则没有必要安装那么多的避雷线，甚至可以不用安装，看具体的情况而定。

对于220kV的线路则要引起足够的重视，不仅在全程要配备避雷线，更要使用双避雷线。

4 输电线路接地网存在的弊端以及要注意的问题

4.1 输电线路接地网的重大作用

防雷是输电线路接地网的首要目标。当设备受到雷电的攻击时，避雷线就会发挥它的作用，将其接受到。之后，这些电流会被避雷线运送到大地中去。因此，安全就得到了保证。但是，如果接地网在接地性质上有问题，那么防雷的效果就会大打折扣，线路就会受到一定程度的危害。

4.2 输电线路接地网存在的问题

如果输电线路的接地网有问题，那么防雷的效果就不是很明显，线路也就会受到危害。造成这种现状的原因有很多，主要包括：（1）设计方面不合理，不科学。（2）施工上不规范。（3）在选择接地网的使用的材料时不理性，比较盲目。（4）防雷措施的设计存在问题。（5）出现腐蚀。

4.3 在进行输电线路接地网时需要考虑的因素

接地网的设计并不是一个模式，而是根据周围环境的不同而定，这样才能有效的防雷。接地网的构成部分包括两个部分，分别是：接地体和连接线构成接地。接地效果受到很多因素的影响，比如：土壤的电阻率、接地体的选择以及接地材料的防腐。此外，接地网络输电线路的布置也影响接地效果。对输电线路外过电压保护时可以以下几点入手：（1）配备避雷线（2）将杆塔接地电阻减小。（3）使用耦合地线。（4）加强线路的绝缘。（5）在择取路径时一定要慎重。其中，接地网是最关键的一部分。

5 如何进行输电线路杆塔接地降阻

提高线路的耐雷水平有很多方法，但是最经济实惠的方法就是将杆塔接地电阻降低。《规程》中是这样明确的规定的：在使用避雷线的线路中，每基杆塔的工频接地电阻要小于规定值，特别是在雷季干燥的时期内。针对土壤电阻率低的区域，要对杆塔的自然接地电阻加以使用。如果遇到电阻率高的区域，那么就会对降低接地电阻工作造成一定的难度。这时，可以使用大量的放射性接地体。

有的地方雷电多发，而且比较严重，同时接地电阻降低很难实现，如果使用的是110kV～154kV电网，就可以使用中性点经消弧线圈来进行接地。这样的措施用消弧线圈可以有效的抵制单相接地故障，雷击产生的负面影响就会减少。此外，跳闸也就不会发生了。耦合作用由于第一相导线的接地而大大增加，这样未闪络相绝缘子串的电压就会降低。

只有对接地电阻超标的杆塔实施降阻，那么才能让线路安全稳定的运作，整个系统的耐雷水平也会大幅度提高。那么如何进行输电线路杆塔接地降阻呢？需要注意以下几个问题；（1）水平和垂直接地体。（2）合理的使用降阻剂。（3）考虑工程施工的问题。（4）及时对运行开展维护。

结语

雷电是一种自然现象，它虽然雄伟壮观，但是也会产生一些负面的效果，比如会产生热效应、机械效应、过电压效应等。同时，还会释放出大量的电流和电压，造成巨大的破坏，对人和物的安全造成很大的威胁。因此，有必要使用设备接地措施，这样整个线路就会受到保护，跳闸的次数就会减少，变电站内的电气设备也得到了保护，最终整个电力系统会在安全、稳定的环境中运作。本文就备接地措施对于输电线路的防雷作用进行了一系列探讨，希望对大家有所帮助和借鉴。

参考文献

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[3]杜澍春.关于输电线路防雷计算中若干参数及方法的修改建议[J].电网技术，2009（12）.