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【摘要】目的 分析220KV高压输电线路的防地雷接地技术，提高输电线路稳定性。方法 通过分析高压输电线路雷击放电原理，对雷电参数、雷电流和雷电压、雷击跳闸率和耐雷水平等要素进行分析。结果 选择合理输电线路、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、安装路线型避雷器、安装侧向避雷器、增加避雷线并减少保护角、装设自动重合闸装置、采用并联保护间隙技术、优化绝缘配合等技术在防雷接地技术中作用显著。结论 对高压输电线路的防雷接地技术进行研究，提升了输电线路输电稳定性，值得推广。
【关键词】220KV高压输电线路 防雷 接地技术
0 引言
电力系统的正常运行是保证社会各部门正常运作的重要前提，随着社会经济的发展，社会和电力的联系将会越来越紧密，人们对供电可靠性的要求将越来越高。某些雷电、大风等恶劣天气频繁发生的地区，电网跳闸的事故层出不穷，极大地影响了电网运行的稳定性和供电的可靠性。为保证电网运行的安全可靠运行，对雷击事故发生原因进行探讨和分析，完善高压输电线路的防雷接地技术，很有必要。
1 高压输电线路雷击放电原理
带电荷的雷云是引起雷电放电现象的主要原因，雷云对大地的放电时多次循环重复的放电过程，在放电中分为先导放电和主放电两个阶段。雷电的电压高、电流强度大、能量大。我国雷电的分布特点是：季节上，夏季多于春季；海陆分布上，陆地多雨海洋；地域上，南方多于北方。本节通过雷电参数、雷电流和雷电压、雷击跳闸率和耐雷水平等要素的分析，建构高压输电线路的雷击放电原理。
1.1 雷电参数
在采取防雷措施之前，对目标区域的雷电活动情况进行综合分析。综合考量该区域的雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度。雷暴日式一年中雷电发生的日期数，雷暴小时是一年中有雷电的小时数，这两者反映的是雷电活动的频度。而地面的落雷密度，更能反映出云对地放电和云间放电，在我国一般采用r=0.015（次/平方公里·雷暴日）表示落雷密度[1]。
1.2 雷电流和雷电压
雷电对地放电的实质是雷云电荷瞬间向大地瞬间释放的能量，通过固定波阻的雷电通道向地面传输电磁波的过程。在雷电放电的过程中，通过雷击地面时产生的电流，根据此数据，根据相关数据计算模型推算出雷电波的参数。得出如下的计算公式：
由于雷电流是单极性的脉冲波，按照现行标准，通过雷电幅值的分布概率计算雷电流幅值的分布概率：
根据相关计算模型，得出雷击过电压分为感应雷过电压和直击雷过电压。高压电线在这两种电压下，是否采用避雷线差别很大。感应雷过电压经过时，若线路上有避雷线，在其屏蔽的作用下，导线的感应能力会下降。直击雷过电压时，若线路上无避雷线，雷击将会直接击中雷击导线和雷击塔顶[2]。
1.3 雷击跳闸率与耐雷水平
雷击跳闸率和耐雷水平是衡量输电线路防雷性能优劣的主要途径。在假定每年40个雷击日的情况下，可能引起跳闸的次数，估计线路真实运行的遮断情况。
平等导线之间存在着线间的电容和平等导线，若在避雷线上出现电压行波，导线上就需要耦合出一个相应的电压。而这两者之差，就是绝缘子在电线实际运行中的电压，计算公式为： 。
雷电流计算塔顶电位，计算线路运行中导线绝缘上的实际电压。线路的闪络指的是超过绝缘子50%的电压，雷电的耐雷水平指的是雷电对线路放电时的雷电流临界值，这个临界值往往使得绝缘闪络的情况发生。由此可见，线路耐雷的水平和线路绝缘发生闪络的频率成反比。在这两者之中，并不存在着绝对的对应关系，即绝缘子发生闪络后，线路并不会一定发生跳闸的现象。在其中，通过工频电弧的调节，可以将冲击闪络转化为稳定的工频电弧概率，计算公式如下： 。因此，针对建弧率的降低，可采取适当调整绝缘子片数，采用消弧线圈和不接地的接地方式，减少绝缘子串上的工频电厂强度，实现工频电弧的稳定，保证输电线路在雷击情况下安全稳定运行。
2 高压输电线路的防雷接地技术探讨
2.1 选择合理输电线路
线路雷击通常集中于选择性雷区，选择合理的输电线路时，应当尽量避免这些雷区。在雷暴走廊、顺风河口和峡谷、潮湿盆地、突变地带、导电性矿和地下水位较高的地区、有着良好土层土壤电阻率差别不大的地区，合理假设线路，避开已遭受雷区的地段，并对其进行保护。
2.2 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻是提高输电线路抗击雷电水平的重要技术。在施工中，通过接地电极和接地电阻相连的形式，改变接地电极的形状、深埋、尺寸以及土壤的电阻率改变杆塔的接地电阻。通过降低雷击电塔使电位的降低、降低绝缘子的过电压程度，使线路的反雷击水平提高，降低线路的雷击跳闸率。
2.3 架设耦合地线
耦合地线一般应用在接地电阻较高的线路中，通过在导线下方加设一条接地线的方式，提高线路的反雷击水平，降低线路的防雷跳闸率。通过直挂式耦合地线和侧面耦合地线的架设，防止雷电对线路的绕击[3]。
2.4 安装路线型避雷器
将线路型避雷器和线路的绝缘子串联或者并联，提升线路安装处线路的反雷击和绕击的水平避免绝缘子发生闪络的情况，降低雷击跳闸率，达到防止雷击的目的。在加装避雷器之后，使雷电流发生变化，经实践证明，在220KV输电线路上，采用避雷保护器之后，线路的雷击闪络故障率大幅度降低。
2.5 安装侧向避雷器
当雷云中的先导放电在距离地面一定高度时，通过避雷针的安装，能将雷电的最大强度转移带接闪器的连线上。杆塔侧针技术通过增强避雷线的保护范围，降低输电线路的绕击率。
增加避雷线并减少保护角
架设避雷线在防止雷直击导线中具有重要作用，同时，在线路的运行中，具有分流、降低绝缘子电压对导线的耦合、降低导线上感应过电压等作用。在保护角的控制上，控制导线高度，使杆塔中心和导线的位置尽量靠近，另外，也可通过增加绝缘子片数和数量的增加，减小避雷线的保护角。
2.7 装设自动重合闸装置
线路具有自动恢复的性能，线路在闪络后通过跳闸能自行消除闪络造成的影响。故而应在线路中装设自动重合闸装置，降低线路的雷击反应时间。
2.8 采用并联保护间隙技术
利用绝缘子串并联一对金属电极之间的间隙，能保护绝缘子免受电弧的灼烧。在绝缘子的选择上，一般使用符合绝缘子和瓷和玻璃绝缘子。安装方式分为横担侧安装和线路侧安装。如图1所示：
2.9 优化绝缘配合
绝缘配合的最终目的是提升电气设备的绝缘水平，在综合考量电力系统可能承受的各种电压的耐受特性下，确定合理的绝缘水平，能起到保证线路高效安全运行的目的。通过绝缘子片数、塔头空气间隙、线路、双回输电线路的选择，优化不同情况下绝缘子的配合，实现保证线路安全运行的目的。
3 结语
高压电线的安全运行，保证了整个电力系统的正常运行。因此，应在实践和经验的不断总结中，通过提升抗雷击的高压接地技术，采取科学合理的措施，保证人民的生产生活。
参考文献：
[1]罗真海、萧定辉.浅议220kV韶郭线安装氧化锌避雷器后的运行效果[J].广东电力.2010，8（20）：30～31.
[2]解广润.电力系统过电压. 北京：水利电力出版社
[J].2010，7（12）：89-90.
【关键词】220KV高压输电线路 防雷 接地技术
0 引言
电力系统的正常运行是保证社会各部门正常运作的重要前提，随着社会经济的发展，社会和电力的联系将会越来越紧密，人们对供电可靠性的要求将越来越高。某些雷电、大风等恶劣天气频繁发生的地区，电网跳闸的事故层出不穷，极大地影响了电网运行的稳定性和供电的可靠性。为保证电网运行的安全可靠运行，对雷击事故发生原因进行探讨和分析，完善高压输电线路的防雷接地技术，很有必要。
1 高压输电线路雷击放电原理
带电荷的雷云是引起雷电放电现象的主要原因，雷云对大地的放电时多次循环重复的放电过程，在放电中分为先导放电和主放电两个阶段。雷电的电压高、电流强度大、能量大。我国雷电的分布特点是：季节上，夏季多于春季；海陆分布上，陆地多雨海洋；地域上，南方多于北方。本节通过雷电参数、雷电流和雷电压、雷击跳闸率和耐雷水平等要素的分析，建构高压输电线路的雷击放电原理。
1.1 雷电参数
在采取防雷措施之前，对目标区域的雷电活动情况进行综合分析。综合考量该区域的雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度。雷暴日式一年中雷电发生的日期数，雷暴小时是一年中有雷电的小时数，这两者反映的是雷电活动的频度。而地面的落雷密度，更能反映出云对地放电和云间放电，在我国一般采用r=0.015（次/平方公里·雷暴日）表示落雷密度[1]。
1.2 雷电流和雷电压
雷电对地放电的实质是雷云电荷瞬间向大地瞬间释放的能量，通过固定波阻的雷电通道向地面传输电磁波的过程。在雷电放电的过程中，通过雷击地面时产生的电流，根据此数据，根据相关数据计算模型推算出雷电波的参数。得出如下的计算公式：
由于雷电流是单极性的脉冲波，按照现行标准，通过雷电幅值的分布概率计算雷电流幅值的分布概率：
根据相关计算模型，得出雷击过电压分为感应雷过电压和直击雷过电压。高压电线在这两种电压下，是否采用避雷线差别很大。感应雷过电压经过时，若线路上有避雷线，在其屏蔽的作用下，导线的感应能力会下降。直击雷过电压时，若线路上无避雷线，雷击将会直接击中雷击导线和雷击塔顶[2]。
1.3 雷击跳闸率与耐雷水平
雷击跳闸率和耐雷水平是衡量输电线路防雷性能优劣的主要途径。在假定每年40个雷击日的情况下，可能引起跳闸的次数，估计线路真实运行的遮断情况。
平等导线之间存在着线间的电容和平等导线，若在避雷线上出现电压行波，导线上就需要耦合出一个相应的电压。而这两者之差，就是绝缘子在电线实际运行中的电压，计算公式为： 。
雷电流计算塔顶电位，计算线路运行中导线绝缘上的实际电压。线路的闪络指的是超过绝缘子50%的电压，雷电的耐雷水平指的是雷电对线路放电时的雷电流临界值，这个临界值往往使得绝缘闪络的情况发生。由此可见，线路耐雷的水平和线路绝缘发生闪络的频率成反比。在这两者之中，并不存在着绝对的对应关系，即绝缘子发生闪络后，线路并不会一定发生跳闸的现象。在其中，通过工频电弧的调节，可以将冲击闪络转化为稳定的工频电弧概率，计算公式如下： 。因此，针对建弧率的降低，可采取适当调整绝缘子片数，采用消弧线圈和不接地的接地方式，减少绝缘子串上的工频电厂强度，实现工频电弧的稳定，保证输电线路在雷击情况下安全稳定运行。
2 高压输电线路的防雷接地技术探讨
2.1 选择合理输电线路
线路雷击通常集中于选择性雷区，选择合理的输电线路时，应当尽量避免这些雷区。在雷暴走廊、顺风河口和峡谷、潮湿盆地、突变地带、导电性矿和地下水位较高的地区、有着良好土层土壤电阻率差别不大的地区，合理假设线路，避开已遭受雷区的地段，并对其进行保护。
2.2 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻是提高输电线路抗击雷电水平的重要技术。在施工中，通过接地电极和接地电阻相连的形式，改变接地电极的形状、深埋、尺寸以及土壤的电阻率改变杆塔的接地电阻。通过降低雷击电塔使电位的降低、降低绝缘子的过电压程度，使线路的反雷击水平提高，降低线路的雷击跳闸率。
2.3 架设耦合地线
耦合地线一般应用在接地电阻较高的线路中，通过在导线下方加设一条接地线的方式，提高线路的反雷击水平，降低线路的防雷跳闸率。通过直挂式耦合地线和侧面耦合地线的架设，防止雷电对线路的绕击[3]。
2.4 安装路线型避雷器
将线路型避雷器和线路的绝缘子串联或者并联，提升线路安装处线路的反雷击和绕击的水平避免绝缘子发生闪络的情况，降低雷击跳闸率，达到防止雷击的目的。在加装避雷器之后，使雷电流发生变化，经实践证明，在220KV输电线路上，采用避雷保护器之后，线路的雷击闪络故障率大幅度降低。
2.5 安装侧向避雷器
当雷云中的先导放电在距离地面一定高度时，通过避雷针的安装，能将雷电的最大强度转移带接闪器的连线上。杆塔侧针技术通过增强避雷线的保护范围，降低输电线路的绕击率。
增加避雷线并减少保护角
架设避雷线在防止雷直击导线中具有重要作用，同时，在线路的运行中，具有分流、降低绝缘子电压对导线的耦合、降低导线上感应过电压等作用。在保护角的控制上，控制导线高度，使杆塔中心和导线的位置尽量靠近，另外，也可通过增加绝缘子片数和数量的增加，减小避雷线的保护角。
2.7 装设自动重合闸装置
线路具有自动恢复的性能，线路在闪络后通过跳闸能自行消除闪络造成的影响。故而应在线路中装设自动重合闸装置，降低线路的雷击反应时间。
2.8 采用并联保护间隙技术
利用绝缘子串并联一对金属电极之间的间隙，能保护绝缘子免受电弧的灼烧。在绝缘子的选择上，一般使用符合绝缘子和瓷和玻璃绝缘子。安装方式分为横担侧安装和线路侧安装。如图1所示：
2.9 优化绝缘配合
绝缘配合的最终目的是提升电气设备的绝缘水平，在综合考量电力系统可能承受的各种电压的耐受特性下，确定合理的绝缘水平，能起到保证线路高效安全运行的目的。通过绝缘子片数、塔头空气间隙、线路、双回输电线路的选择，优化不同情况下绝缘子的配合，实现保证线路安全运行的目的。
3 结语
高压电线的安全运行，保证了整个电力系统的正常运行。因此，应在实践和经验的不断总结中，通过提升抗雷击的高压接地技术，采取科学合理的措施，保证人民的生产生活。
参考文献：
[1]罗真海、萧定辉.浅议220kV韶郭线安装氧化锌避雷器后的运行效果[J].广东电力.2010，8（20）：30～31.
[2]解广润.电力系统过电压. 北京：水利电力出版社
[J].2010，7（12）：89-90.