220kV電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)研究

顏繁武

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雞西供電公司，黑龍江 雞西 158100）

220kV電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)研究

顏繁武

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雞西供電公司，黑龍江 雞西 158100）

在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計的時候，防雷接地設(shè)計是其中的重要內(nèi)容。而在電力系統(tǒng)中，220kV電網(wǎng)輸電線路又是其中的重要組成部分。因此，加強(qiáng)220kV電網(wǎng)輸電線路防雷具有重要意義，可增強(qiáng)220kV高壓輸電線路的安全性。文章主要對220kV電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上對如何提升220kV電網(wǎng)輸電線路防雷進(jìn)行了探討，以期220kV電網(wǎng)輸電線路的安全性得到顯著提升。

220kV；電網(wǎng)輸電線路；防雷技術(shù)

隨著現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)以及社會的快速發(fā)展，社會上供電需求越來越高，對于高壓輸電線路的安全性也有了更高的要求。因此，在現(xiàn)階段需要對輸電線路的穩(wěn)定性進(jìn)行增強(qiáng)，保障線路運(yùn)行的安全性。但由于高壓線路大多設(shè)置在室外，受到雷電原因?qū)е碌陌踩珕栴}經(jīng)常發(fā)生，不僅給人們的生活帶來不便，也導(dǎo)致國家以及社會受到很大的損失。由此可見，加強(qiáng)對220kV電網(wǎng)輸電線路的防雷技術(shù)研究是具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義的。

1 220kV電網(wǎng)輸電線路雷擊發(fā)生情況

在雷擊發(fā)生的時候，電網(wǎng)輸電線路出現(xiàn)通斷的主要原因是由于在雷擊的時候，該位置會出現(xiàn)強(qiáng)烈的感生電流。一般情況下，220kV高壓輸電線路的主體是高空架空，因而，發(fā)生雷擊情況之后，感生電流就會直接通過輸電線路對于所在的電力系統(tǒng)造成相應(yīng)的損害，造成電力設(shè)備以及相關(guān)的通信系統(tǒng)都出現(xiàn)破壞。在這樣的情況下，輸電線路就算在其中設(shè)置了高壓避雷器或者閥型避雷器，也很難發(fā)生實(shí)際的效果[1]。這主要是因為這些避雷器的動作反應(yīng)較為遲緩，在進(jìn)行低壓輸電的時候出現(xiàn)很強(qiáng)的過電壓，最終導(dǎo)致輸電線路的防雷效果大打折扣。

雷云實(shí)際移動以及放電的時候，會在架空主體導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生一定的靜電感應(yīng)。當(dāng)雷云開始放電的時候，該導(dǎo)線中聚集的電荷就會變?yōu)樽杂呻姾?，并且這種自由電荷也會通過感生電流的方式直接向輸電線路進(jìn)行移動，這時，輸電線路也會產(chǎn)生相應(yīng)的電流。并且，在這種情況下，移動電流也會和導(dǎo)線波足形成雷電感應(yīng)電壓，一般這種電壓都在千伏以上，對于輸電線路造成的影響是巨大的。當(dāng)輸電線路受到雷擊作用的時候，會導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)較強(qiáng)的工頻電壓、沖擊閃絡(luò)、過電壓以及跳閘，進(jìn)而對輸電線路產(chǎn)生影響。

2 220kV電網(wǎng)輸電線路防雷設(shè)置

2.1 接地設(shè)置

在輸電線路中設(shè)置接地設(shè)置的主要作用是為了使得輸電線路中的電能可以有效釋放到地面中去。若輸電線路中設(shè)置的接地技術(shù)較好，則可以使得接地電壓迅速降低，避免出現(xiàn)接地電阻反擊的情況。需要注意的是，在設(shè)計接地設(shè)置時，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：

（1）強(qiáng)化電磁感應(yīng)型接地裝置。依據(jù)雷擊閃絡(luò)的原理，減少接地電阻以及電感，并對耦合系數(shù)進(jìn)行提高，這是對220kV輸電線路防雷性能進(jìn)行有效增強(qiáng)的重要方法。而要想對耦合系數(shù)進(jìn)行提高，可設(shè)置耦合地線或?qū)Φ鼐€進(jìn)行架空的方式進(jìn)行完成。在實(shí)際的情況下，雷擊在穩(wěn)態(tài)電磁感應(yīng)階段以及暫態(tài)行波階段，可以對接地裝置的分布范圍進(jìn)行改變，進(jìn)而使得耦合系數(shù)得到提高。

（2）需要在其中安裝垂直地極[2]。垂直地極在高土壤電阻率區(qū)域具有重要作用，可作為一種有效的接地彌補(bǔ)措施，改善表面土壤接地質(zhì)量差的情況。因此，可在桿塔附近設(shè)計垂直接地極。若輸電線路為鐵塔，可在距離桿塔6m的地方安裝垂直直接地極。若桿塔為水泥桿塔，一般在距離桿塔4m的區(qū)域，作為垂直地極的安裝點(diǎn)。在對垂直地極進(jìn)行安裝的時候，一般采用的是角鋼或者是圓鋼的形式進(jìn)行安裝。垂直地極之間的距離間隔不超過5m，且地極長度應(yīng)該在1.5m左右。在陡坡中進(jìn)行垂直地極安裝時，安裝深度應(yīng)該根據(jù)垂直地表面深度進(jìn)行實(shí)際測算，這樣做是保證接地極散流效果更佳，防止因洪水等情況導(dǎo)致接地極的散流功能受到影響[3]。

（3）利用消弧線圈接地。在雷電活動頻繁的時候或接地電阻很難進(jìn)行降低的情況下經(jīng)常使用消弧線圈的方式接地。這種方法可對單相著雷閃爍故障進(jìn)行大幅度減少。且還可以使用中性點(diǎn)不接地的方式進(jìn)行防雷。一般情況下，當(dāng)二相著雷或三相著雷的時候，一相導(dǎo)線不會發(fā)生跳閘情況。導(dǎo)線閃爍之后和地線的作用是一致的，這就等于對整個線路的耦合作用進(jìn)行了提高，并降低了未發(fā)生閃爍的相絕緣子電壓，進(jìn)而使得線路耐壓水平得到有效提高。

（4）對桿塔的高度進(jìn)行降低。對桿塔的高度進(jìn)行降低主要減小接地電阻，使得電網(wǎng)輸電線路的防雷性能提高。在電阻率較低的地區(qū)，可對桿塔的自然接地電阻進(jìn)行相應(yīng)利用，而在電阻率較高的土壤地區(qū)，可以對降阻劑進(jìn)行利用或?qū)拥胤绞竭M(jìn)行延長，使得接地電阻得到有效降低[4]。

（5）架設(shè)耦合地線。若對桿塔接地電阻進(jìn)行降低存在較大難度時，可架設(shè)相應(yīng)的耦合地線，在導(dǎo)線的下方增加一條接地線，這樣一來可以使得輸電線路防雷性能有效提高，減少跳閘。

2.2 避雷設(shè)置

在進(jìn)行避雷設(shè)置的時候，一般包括以下內(nèi)容：

（1）設(shè)置側(cè)向避雷針。桿塔測針技術(shù)是指在桿塔上放置水平測針，擴(kuò)展避雷線保護(hù)區(qū)域，并增加避雷線對弱雷吸引數(shù)量進(jìn)行增加，進(jìn)而使得輸電線路受到雷擊的概率大大降低。這種技術(shù)的工作原理是當(dāng)雷云進(jìn)行先導(dǎo)放電時，其距離地面還有一定高度，這時，避雷針就可對先導(dǎo)通道的電場進(jìn)行相應(yīng)的改變，使得電場移動方向發(fā)生改變，從雷電上移動到避雷針上，并得到有效釋放。和保護(hù)角以及避雷線相比較，避雷針具有更強(qiáng)的引雷能力，對低空中的弱雷產(chǎn)生的吸引力更強(qiáng)，防雷效果良好。

（2）積極利用絕緣方法中的不平衡法?，F(xiàn)代輸電線路中常用的是同桿架設(shè)的方式，這樣做的目的是使用地面積得到有效節(jié)省。這種情況下，雙回路也得到了廣泛運(yùn)用。這樣一來，技術(shù)人員就可以對絕緣方法中的不平衡法進(jìn)行相應(yīng)的利用，使得雙回路的串片數(shù)出現(xiàn)差異。這樣設(shè)置當(dāng)雷擊出現(xiàn)的時候，絕緣子串片數(shù)少的線路就會先出現(xiàn)閃絡(luò)，可增強(qiáng)另一導(dǎo)線所具有的耦合性能，也可增強(qiáng)另一導(dǎo)線的防雷效果。當(dāng)一線路不出現(xiàn)閃絡(luò)，供電也不會停止。一般來說，兩回路的絕緣水平應(yīng)該設(shè)置在31/2。若將兩者之間的差異設(shè)置過大，就會導(dǎo)致線路經(jīng)常出現(xiàn)故障。需要根據(jù)線路的實(shí)際情況對差異值進(jìn)行確定。

（3）在其中安裝自動重合閘。輸電線路的自我恢復(fù)功能良好，遭遇雷擊之后出現(xiàn)的沖擊閃絡(luò)導(dǎo)致電閘發(fā)生之后都會存在游離的情況。這種方式對于輸電線路的穩(wěn)定性與安全性可以進(jìn)行大大提高，避免了輸電線路出現(xiàn)永久性的損壞。在這其中安自動重合閘對于輸電線路的自我保護(hù)效果更能進(jìn)行加強(qiáng)，使得雷擊對輸電線路造成的影響減小，并使得斷路器檢修的任務(wù)量得到有效減少。

3 結(jié)束語

綜上所述，220kV電網(wǎng)輸電線路防雷質(zhì)量的好壞將會對輸電線路的正常運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。因此，技術(shù)人員應(yīng)該對220kV電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)加強(qiáng)研究，提高防雷的效果以及水平，保證220kV電網(wǎng)輸電線路在正常工作以及運(yùn)行時安全性得到保障。

[1]周永輝.220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué),2014.

[2]叢義宏.220kV高壓輸電線路的防雷接地技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué),2010.

[3]馮川.大連電網(wǎng)220kV輸電線路雷擊跳閘故障分析及防范措施研究[D].大連理工大學(xué),2014.

TM726

A

2096-2789（2016）11-0045-02

顏繁武（1976-），漢，黑龍江雞西人，工程師，研究方向：輸電線路運(yùn)行及維護(hù)。