（国网江苏省电力公司经济技术研究院221005）
摘要：220kV高压输电线路作为电力系统的重要部分，确保高压输电线路的正常运行和安全对于整个电网具有重要意义。但目前我国多数地区的220kV高压输电线路都架设在户外，经常受到雷电侵袭，导致220kV高压输电线路运行故障，停电事故时有发生，给人们的生产生活产生了巨大的不便。因此应特别重视220kV高压输电线路的防雷设计，本文简要介绍了220kV高压输电线路雷击过程，分析了220kV高压输电线路防雷设计存在的问题，阐述了220kV高压输电线路防雷设计策略。
关键词：220kV高压输电线路；防雷设计；电阻
1、高压输电线路的防雷原则和意义
高压线路的建设，大都在较为空旷的郊区，但是空旷的环境下，更容易遭受雷击的危害。一旦出现雷击事故，会给高压线路以及周围的环境，带来巨大的影响，基于高压线路的角度分析其危害，雷击时线路的电压会急剧升高，从而引起自动跳闸、系统自动切断线路、线路跳闸、电力系统受损等情况的出现。一旦周围设施、绝缘性、抗压力，不符合国家建筑的标准，很容易造成电流增加，引发二次伤害，对于人们的生命、财产安全，构成巨大的威胁。尤其是对于高压输电线路损害是最大的。同时电网维修工作，不仅工作量大，消耗大量的时间、人力、物力和财力，同时也带有一定的危险性。因此加强此方面的研究，提高防雷技术的水平，是非常必要的。通过防雷接地技术的应用，可以增加高压输电的效率和安全系数。针对高压输电线路防雷技术的意义，应当根据一定的原则，首先根据其防雷地域的不同，实施有效的防雷措施，同时也要根据其气候、地形、周围环境等因素的不同，制定合理的防雷规划。同时也要对高压输电线路制定一系列行之有效的处理方案；加强对于高压输电线路中会出现故障、漏洞，进行一系列的评估，将其雷击危害降到最低。
2、220kV高压输电线路雷击过程
2.1产生雷击
220kV高压输电线路多是金属材料，并且大部分高压输电线路多设计为架空结构，220kV高压输电线路受到雷击时往往会产生大量感应电流，而这些感应电流很容易进入供电线路，严重威胁电力设施的运行安全，甚至还会造成电力通信系统遭受损坏，无法正常、安全的输电。当前，很多220kV高压输电线路都设置了阀型避雷设施，而有些避雷设备残压较高，并且反应较慢，使得220kV高压输电线路出现暂态过电压。
2.2感应电流
雷雨天气环境中，220kV高压输电线路受到雷电侵害会产生大量感应电流，雷云对大地进行放电，会导致220kV高压输电线路中形成自由移动电荷，然后雷电冲击波逐渐向高压输电线路两侧移动，并且移动的自由电荷也会产生感应电流，从而和线路电阻产生雷电感应电压，从而严重影响电力设施运行安全。
2.3形成雷击侵害
当雷电侵害220kV高压输电线路时，主要会经历以下几个阶段：其一，雷电侵害220kV高压输电线路时产生过电压；其二，220kV高压输电线路发生闪络；其三，220kV高压输电线路慢慢恢复为工频电压状态；其四，220kV高压输电线路跳闸，停止输电。
3、220kV高压输电线路防雷接地技术
3.1接地
3.1.1安装垂直地极
对于土壤电阻率较高的地区而言，垂直地极作为一项有效的接地弥补措施，其安装与使用能够对土壤表面接地质量较差的问题予以显著的改善，因此可以在杆塔周边的位置处安装一定数量的垂直接地极，且其埋设深度应该在0.5m左右。对于铁塔而言，垂直地极的安装应该在与塔杆6m距离的位置处；对于水泥杆塔而言，垂直地极的安装应该在与杆塔距离4m的位置处。对于垂直地极而言，其应该经过角钢或圆钢的加工方式，使得地极间距控制在4~6m的范围当中，且地极的长度应该控制在大于1.5m。在陡坡的地形条件下安装垂直地极，应该对垂直地表面的深度和地极的安装深度进行准确的计算，以发挥出地极所具有的散流的作用，同时防止受到洪水冲刷而失效。
3.1.2采用消弧线圈接地方法
在雷电活动较为频繁，接地电阻难以实现降低的地区内较为常用消弧线圈的接地方法，能够有效的降低单相着雷闪烁故障的发生率，同时也可以采用中性点不接地的措施来实现防雷。在一般情况之下，当二相或三相发生着雷问题的时候，一相导线并不会因此出现跳闸的现象，导线在闪烁之后与地线具有同样的作用，实际上是提高了线路的耦合作用，使得没有出现闪烁现象的相绝缘子的电压实现了大幅度的降低，从而显著的提高了线路的耐雷水平。
3.1.3架设藕合地线
架设藕合地线，是一种能够有效降低线路反击跳闸率的防雷措施。在杆塔接地电阻降低困难的情况下，可以通过架设藕合地线方式来降低杆塔的接地电阻。具体架设方法：在导线下面架设地线，增强导线和避雷线之间的耦合性，以减少绝缘子串上的过电压，从而达到强化输电线路的反击耐雷性能，降低线路断路器雷击跳闸率的效果。架设藕合地线降低断路器雷击跳闸率的作用机理具体涉及两个方面：①架设藕合地线后可以不同程度的减低杆塔的分流系数，当雷电感生电流经过杆塔接地线路时就会出现散流限现象，达到减少杆塔过电电压的目的；②架设藕合地线后，导线和避雷线的之间的耦合性得以明显加强。当杆塔顶尖出现雷击时，强大的耦合性能能明显的降低杆塔的感应电压，减少绝缘子串遭受到的冲击电压。具体架设时，藕和地线通常采用侧面和直挂式两种方式，其中侧面藕合地线能防止线路绕击情况的发生，应用较广。
3.2防雷
3.2.1设置侧向避雷针
作为一种高效避雷技术，杆塔侧向避雷针的设置主要是指通过水平侧针来达到对避雷线保护区域的有效扩展，在增加弱雷吸引数量的同时也尽可能降低220kV高压输电线路绕击的发生概率。侧向避雷针的工作原理在于一旦雷云先导放电与地面达到一定距离时，侧向避雷针可以借助先导通道电场的改变来对电场移动方向作出调整，将雷电转移至避雷针接闪器位置，这就使得雷云电荷能够在避雷针处得到释放。不同于保护角或是避雷线，侧向避雷针有着更加显著的雷电吸引能力，其特殊的针形结构强化了低空位置的弱雷吸引，使得高空位置的强雷作用极大减弱，更好地达到避雷目的。关于侧向避雷针的设置可在杆塔横担临近挂点的位置安装约3m长的侧向避雷针，为了优化避雷针的防绕击效果，可将前后两端的倾斜角控制在45°左右。
3.2.2合理使用避雷线
220kV高压输电线路的最基本防雷方法是避雷线的使用，其主要作用在于预防雷直接击中导线。除此之外，避雷线可以对雷电流进行分流，可以减少流进杆塔里面的雷电流，使塔顶电位可以下降；通过对导线的屏蔽保护可以减少导线的感应过电压；通过充分利用导线的耦合作用还可以降低高压输电线路绝缘方面的电压。避雷线的运用过程中架设是有讲究的，一般情况下，当线路的电压越高，使用避雷线的效果也越好，并且避雷线在整个线路的造价中所占的比例也越来越低，因此，220kV高压输电线路应该全线需要架设避雷线。避雷线的保护范围如图1所示。
3.2.3做好自动重合闸的安装工作
在220kV高压输电线路中存在的绝缘子的自我修复能力较强，许多由于雷击而发生冲击闪络和工频电弧在遇到输电线路跳闸时，游离的速度较快，从而不会对220kV高压输电线路造成很大的损坏，所以，在220kV高压输电线路中安装自动重合闸能够提升高压输电线路的抗雷能力。由于很多雷击事故在中性点接地的电网中都是单相闪络，因此，电力人员可以使用单相重合闸来降低对用户的供电影响和减轻维修断路器的工作量。
4、结束语
我国的电网运行离不开高压输电线路,一旦该线路遭受雷击引发故障就可能出现整个地区的用电困难问题。目前我国的防雷技术有限,但对防雷接地技术的研究和应用仍然有一定的上升空间。
参考文献：
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[2]宗伟,吴显舟,姜复亮,齐祥和,张浩.220kV输电线路接地装置防雷改造研究[J].吉林电力,2015,04:16-20.