浅谈输电线路防雷接地

江西电力第３Ｏ卷２００６年第ｌ期　文章编号：１００６—３４８Ｘ（２００６）０１—２１—０３　浅谈输电线路防雷接地　丁振宇　（景德镇供电公司，江西景德镇　３３３０００）　摘要：通过对江西省近几年来２２０　ｋＶ线路跳闸进行统计分析，得出雷击跳闸的迅猛攀升是江西省线路跳闸率居　高不下的主要原因这一结论。本文还就雷击跳闸的原因进行了深入地分析。并结合实际提出了一些有针对性的防雷　措施。　关键词：输电线路；耐雷水平；防雷；接地　中国分类号：ＴＭ８６２　文献标识码：Ｂ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　２２０　ｋＶ　ｌｉｎｅ　ｔｉｒｐｐｉｎｇ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，Ｇａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｔｒｉｐ—　ｏｕｔ　ｒａｐｉｄ　ｒｉｓｉｎｇ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒｅ８８ｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｌｉｎｅ　ｔｒｌｐ－ｏｕｔ　ｒａｔｅ　ｉｎ　Ｊｉａｎｇｘｉ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｔｒｉｐ—ｏｕｔ．ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅ　ｓｏｍｅ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ－ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｗｉｔｈｓｔａｎｄ　ｌｅｖｅｌ；ｌｉｈｇｔｎｉｎｇ－ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　Ｏ‘引言　近几年来的工作经验，仅就线路防雷接地这一课题　近几年来，江西省输电线路跳闸率一直居高不　谈一点个人浅陋的看法。　下，特别是雷击跳闸现象十分突出。据统计，在近几　ｌ江西省２２０　ｋＶ线路雷击跳闸情况统计分析　年的线路跳闸中，因雷击导致线路跳闸的约占２Ｏ～　江西省１９９６—２００３年２２０　ｋＶ线路跳闸情况见　４０％，占了相当大的一个比重。因此，做好线路的防　图１、图２和图３。　雷工作，提高线路的耐雷水平，能从根本上改善江　从以下图中可以看出．近几年来江西省２２０　ｋＶ　西省线路跳闸率居高不下这一不利现状。笔者根据　２三　２　０１．５ｌ　　｝　｝　ｌⅢ　ｉ　０　１９９６年ｌ１９９７年Ｉ１９９８年ｌ１９９９￣１２０ｏｏ￣１２００１年Ｉ２００２￣１２００３年　一　世　系列　０．９３６　１　０．９６１　ｌ　２．１６ｌ　ｌ　２．５５６　ｌ　２．５３６　ｌ　１．３６６　Ｉ　２．２３４　ｌ　２，２４９　籍　一　图２　１９９６—２００３年２２０　ｋＶ输电线路跳闸率　籍　赫　Ｖ’７　注：图中１．雷害。２７．７６％ｌ２．不明原因，２５．６７％；３．劣质绝缘　子。ｌ２．９３％；４．鸟害，Ｉ１．２２％；５．污（雾）闪，５．３２３％；６．树竹放　电，４．９４３％；７．山火。４．７５３％；８．外力破坏。３．９９２％；９．自然灾　Ｈ　０．５２ｏ６１　９９６年Ｉ羊　屏罚　１１９９７年ｌ１９９８年Ｉ１Ｅ　９９年ｌ２０ＯＯ年ｌ２００１年ｌ，９００２年　２羹　０雾０３矩　　害，１．７１１％；１０．倒杆，０．５７％；１１．导线舞动。０．３８％；１２．金具，　系列１　０．４６８　ｌ　０．３９２　ｌ　ｏ．４ｏ７　１　０，７８６　Ｊ　０．２５１　ｊ　０．１６７　Ｊ　０．８０８　０．６３２　０．３８％：１３．交叉跨越。０．３８％；１４．断线。０。　圈３　１９９８＾．２００３年２２０　ｋＶ线路的雷击跳闸率　收稿日期：２００５—０９—１４　作者简介：Ｔ－￣ｅｆ（１９７５－）。男。毕业于武汉大学。　程师，长期从事线路技术管理　作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２２　输电线路的雷害问题十分突出，已远远超过以往线　路上常见的劣质绝缘子、鸟害、污（雾）闪、树竹放电、　山火等问题．成为江西省２２０　ｋＶ线路跳闸率居高　不下的最主要的因素。如果能尽快降低雷击跳闸　率．那么江西省的线路跳闸率也很有可能会急转直　下．得到有效遏制，２２０　ｋＶ线路的安全运行水平将　大大提高。因此，降低线路雷击跳闸率刻不容缓，势　在必行　江西境内群山环绕．沟壑纵横，属亚热带湿润　季风气候。四季雨水充沛，日照强烈，对流旺盛，雷　电活动较为频繁，其年平均雷暴日为８２．９天（江西　省气象局最新统计数据）。属多雷区。全省２２０　ｋＶ线　路多架设于山区和丘陵地带，杆塔本身又高出地面　数十术，线路绵延数十公里甚至上百公里，故沿线　落雷密度较大。尤其是在一些突出的山顶、向阳的　山坡、顺风的峡谷、狭隘的山区、周围有小溪、湖泊　或鱼塘的山丘、土壤电阻率有突变地区以及大跨越　和大高差档距处更是雷电经常光顾之所，架设于这　些地段上方的输电线路往往容易遭受雷击，成为雷　电易击区。因此，采取各种行之有效的措施加强线　路易击区的防雷保护。提高其耐雷水平，将能从根　本上解决输电线路的雷害问题。　２应采取的防雷措施　对千线路防雷工作，应按照“层层设防，突出重　点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，有针对性地　采取各种有效措施为线路设置一道道有力的屏障．　减少雷电对线路的危害。提高线路的耐雷水平。从　根本上降低线路的雷击跳闸率。　２．１降低杆塔接地电阻　降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措　施之一。接地电阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高　低的关键性因素，杆塔接地电阻如果过大，雷击时　易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。接地电阻　如果满足要求，当雷电击中杆（塔）顶或避雷线时，强　大的雷电流将迅速地通过接地装置泄地，不致　破坏线路绝缘。从而保证线路的安全运行。　为了使线路的雷击跳闸率不超过国家电网公　司的管理目标，杆塔的接地电阻一般不宜大于１Ｏ　Ｑ。　如大于１Ｏ　ｎ则应通过改造实现降阻，个别杆塔经　多次改造后仍难以达到的。可适当放宽界限。但不　得超过２Ｏ　Ｑ。对新建线路杆塔的接地电阻大部分应　控制在ｌＯ　Ｑ以下。　由于杆塔的接地电阻与杆塔附近的土壤电阻　率成正比关系，因此在进行接地电阻改造时，应设　汀西电力第３Ｏ卷２００６年第ｌ期　法降低杆塔附近的土壤电阻率。对于一些土壤电阻　率较高的卵石、岩石、砂砾和冻土等地带，常采用换　土、敷设射线、埋设连续伸长接地体、打入垂直接地　体、使用降阻剂和采用降阻接地模块等方法，一般　都能起到较好的降阻效果。除了改善接地电阻，还　应尽量利用拉线、杆塔的金属部分、铁塔基础等自　然接地　．　一些线路运行单位投入了大量的资金。改善了　线路的接地电阻。但此后线路还是屡屡遭受雷击．　经多次检查、测试才发现，故障杆段由于砼杆制造　质量不良和运行年限较长杆内的钢筋锈断等原因．　砼杆经导通测试其阻值很大。因此，要想从根本上　降低杆塔的接地电阻。必须做好两方面的工作：一　是降低杆塔接地体处的接地电阻；二是改善砼杆上　的避雷线与接地装置的导通情况。要从源头上抓好　砼杆的导通测试工作，在对新建线路验收时就要对　全线砼杆逐基进行检测，对于内阻不合格的砼杆坚　决不予挂网运行。此外．对于已运行多年的砼杆。应　从杆顶外引一根４０ｘ４　ｍｍ镀锌扁钢。使避雷线与接　地装置之问导通良好。只有这样．才能保证雷电流　能迅速泄导地，降低杆（塔）顶的电位。对于已运　行多年的输电线路。其地网腐蚀程度在日常的巡视　工作中是难以发现的。因此。必须坚持每年对一些　重要杆段的地网进行开挖检查．对腐蚀严重的地网　应及时进行改造。　２．２提高线路耐雷水平。加强线路绝缘　绝缘子性能的优劣将直接影响到线路的耐雷　水平。线路运行单位应加强对绝缘子的全过程管　理，加大对绝缘子的检测力度。严把质量检验关，对　即将投入运行的２２０　ｋＶ线路的绝缘子。应抽样送　省电力科学研究院进行质量检验。对抽检不合格的　绝缘子应拒绝接受，防止劣质绝缘子挂网运行。对　于已经挂网运行的在役绝缘子，应严格按照《架空　送电线路运行规程》的规定，定期对零值绝缘子进　行检测，对不合格的应及时进行更换。并对绝缘子　的劣化情况进行统计、分析。确保线路绝缘始终满　足运行要求。　对于雷击频繁地区，可采取一些有针对性的措　施，适当加强线路的绝缘配合，以提高其耐雷水平。　通常情况下２２０　ｋＶ线路单串悬垂绝缘子串的绝缘　子为ｌ３片，单串耐张绝缘子串的绝缘子为１４片，　正常情况下均能满足防雷要求。但为了进一步增强　线路的耐雷水平，提高绝缘子串的５Ｏ％冲击闪络电　压值，每串绝缘子串可适当增加２片。实践证明．一　维普资讯 http://www.cqvip.com

江西电力第３Ｏ卷２００６年第１期　些增加了２片绝缘子的新线路投入运行后。耐雷水　平大大增强，很少发生雷击跳闸事故。　２．３架设避雷线　避雷线又名架空地线．是输电线路中广泛采用　的一种最基本的防雷措施。避雷线主要是对导线起　在线路两边相．将绕击区屏蔽掉．可有效防ＩＥ雷电　绕击．起到了很好的防雷效果。　２．６加装线路避雷器　对于一些雷电活动特别频繁且接地电阻经反　复改造仍达不到要求的杆段，应广泛使用线路避雷　器。它与绝缘子串并联在杆塔上，因其残压低于绝　缘子串的５Ｏ％冲击闪络电压，因此．当杆塔和导线　之间的电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器和　屏蔽作用．减少雷电直击导线的机率．分流流经杆　塔的雷电流．降低塔顶电位。避雷线还对导线有一　定的耦合作用，以减小线路绝缘子上的过电压，提　高线路的耐雷水平。避雷线敷设于导线上方，一般　绝缘子的伏一秒特性相互配合，避雷器就加入分流。　沿全线架设，保护范围成带状。最适合保护导线，因　此常常在线路上作为防雷的主保护。一般来说。　２２０　ｋＶ及以上线路应沿全线架设双避雷线。１１０　ｋＶ　线路应沿全线架设单避雷线（雷电活动频繁地区应　架设双避雷线１。３５　ｋＶ线路一般不沿全线架设避雷　线。但应在变电所进出线ｌ～２　ｋｍ架设避雷线。为了　提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷　线对边导线的保护角应尽量小一些。一般采用２０。一　３Ｏ。为宜。２２０　ｋＶ及３３０　ｋＶ双避雷线线路为２０。左　右，５００　ｋＶ一般不大于ｌ５。。通过３ｌ每．架设避雷线和降　低杆塔接地电阻这两种方法有机地结合起来。能最　大程度地泄导直击杆（塔）顶的雷电流，避免线路发　生闪络。　２．４装设耦合地线　对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的　杆段。若接地电阻受条件很难降低时，可在导　线下方增加一条架空地线，称为耦合地线。耦合地　线虽然不能减少绕击率，但能使该基杆塔地网与相　邻杆段的地网得到良好的连接，相当于埋设了连续　伸长接地体，这样当雷电反击线路时能增大对相邻　杆塔的分流系数和导、地线间的耦合系数，间接地　降低了杆塔的接地电阻，从而保护线路不发生闪　络。据相关资料介绍，一些经常遭受雷击的线路在加　装了耦合地线后，可降低线路雷击跳闸率４０－５０％。　２．５加装负角保护针　在一些山区的山腰和斜坡处的杆塔，受地形的　影响其避雷线的屏蔽效果比较差。因此线路的绕击　率会比较高。根据线路绕击的耐雷水平计算公式：　Ｉ　＝Ｕ　１００，可得出雷电绕击于２２０　ｋＶ线路时的耐　雷水平仅为１３　ｌ４　ｋＡ。也就是说，只要有＞１４　ｋＡ的　雷电流绕击２２０　ｋＶ线路时，就有可能会使线路发　生闪络．导致线路跳闸。　在防止绕击雷方面，一些单位已经做了很好的　尝试。通常是在绕击雷活动频繁区段加装负角保护　针．该保护针为上翘３Ｏ。长约２．４　ｉｎ的屏蔽针，安装　此时。大部分雷电流经避雷器流入导线，传播到相　邻杆塔。只有一小部分雷电流沿杆塔或接地引下线　经雷电泄放通道泄入大地，大大提高了线路的耐雷　水平，因此能保证绝缘子不再闪络，避免了线路跳　闸停电。　线路避雷器在防止线路雷电反击和绕击跳闸　方面均有很好的效果，但因其价格昂贵，故运行单　位应结合本地区历年来的线路雷击跳闸情况、线路　所经的地形及运行经验等进行综合考虑．合理选择　安装位置．以充分利用有限资金达到最佳效益。　２．７装设线路自动重合闸装置　输电线路遭受雷击跳闸一般都是瞬时性接地　故障．大多数情况下都能在线路跳闸后自动重合成　功．因此。装设线路自动重合闸装置并确保其正确　动作．能大大提高线路的供电可靠性。　２．８应用雷电定位系统进行分析　雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系　统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位系统能准确　定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大　大节省巡线人员的故障巡视时间．使线路及时恢复　供电。确保线路的供电可靠性。同时，通过对雷电定　位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、　特性和有关数据，对于今后的防雷工作大有裨益。　３结束语　综上所述．线路发生雷击跳闸的原因是多方面　的．以上防雷措施不一定都能奏效。因此在选择线　路防雷措施前必须首先认真查明线路遭受雷击的　原因，再对症下药，采取一些有针对性的措施，防雷　工作才能起到实效，线路雷击跳闸率才有可能从根　本上得到控制。　参考文献：　［１］ＤＩ／ｒ　６２０－－１９９７，交流电气装置的过电压保护和绝缘配　合ＩＳ］．　［２］ＤＬ，ｒ　５０９２－－１９９９Ｐ，１１０—５００　ｋＶ架空送电线路设计技术　规程［Ｓ］．