試論220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)

隋　新，劉夢(mèng)飛（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司南昌供電分公司，江西南昌330000）

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試論220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)

隋新，劉夢(mèng)飛（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司南昌供電分公司，江西南昌330000）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)工作，也得到了進(jìn)一步的提升。與此同時(shí)，電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，也積極的融入了現(xiàn)代化的新設(shè)備、新技術(shù)。我國(guó)220kV高壓輸電線路，在安全運(yùn)行方面與過(guò)去相比，有了很大的進(jìn)步；同時(shí)新技術(shù)、新設(shè)備的投入，也使得220kV高壓線路，在安全方面效果尤為突出。但是在雷擊事故方面，并沒有得到良好的改善。220kV高壓輸電線路，作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，又區(qū)別于其他中低壓線路，受到雷擊影響較為嚴(yán)重。對(duì)此本文就220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)，結(jié)合防雷原則、意義等角度進(jìn)行分析，希望對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的完善發(fā)展，有著積極促進(jìn)的意義。

220kV；高壓輸電線路；防雷措施；接地技術(shù)

雷擊一直都在威脅著輸電線路的安全。雖然雷擊是一種自然現(xiàn)象，但是防雷擊措施，卻是一項(xiàng)復(fù)雜且繁瑣的過(guò)程，對(duì)此加強(qiáng)高壓輸電線路的保護(hù)、避免雷擊的破壞、保障電力系統(tǒng)的安全，就成為了目前電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。防雷接地技術(shù)，具有避免雷擊發(fā)生跳閘的功能，同時(shí)也能保護(hù)周圍的建筑，是電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的有力保障。

1　高壓輸電線路的防雷原則和意義

高壓線路的建設(shè)，大都在較為空曠的郊區(qū)，但是空曠的環(huán)境下，更容易遭受雷擊的危害。一旦出現(xiàn)雷擊事故，會(huì)給高壓線路以及周圍的環(huán)境，帶來(lái)巨大的影響，基于高壓線路的角度分析其危害，雷擊時(shí)線路的電壓會(huì)急劇升高，從而引起自動(dòng)跳閘、系統(tǒng)自動(dòng)切斷線路、線路跳閘、電力系統(tǒng)受損等情況的出現(xiàn)。一旦周圍設(shè)施、絕緣性、抗壓力，不符合國(guó)家建筑的標(biāo)準(zhǔn)，很容易造成電流增加，引發(fā)二次傷害，對(duì)于人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，構(gòu)成巨大的威脅。尤其是對(duì)于高壓輸電線路損害是最大的。同時(shí)電網(wǎng)維修工作，不僅工作量大，消耗大量的時(shí)間、人力、物力和財(cái)力，同時(shí)也帶有一定的危險(xiǎn)性。因此加強(qiáng)此方面的研究，提高防雷技術(shù)的水平，是非常必要的。通過(guò)防雷接地技術(shù)的應(yīng)用，可以增加高壓輸電的效率和安全系數(shù)。

針對(duì)高壓輸電線路防雷技術(shù)的意義，應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定的原則，首先根據(jù)其防雷地域的不同，實(shí)施有效的防雷措施，同時(shí)也要根據(jù)其氣候、地形、周圍環(huán)境等因素的不同，制定合理的防雷規(guī)劃。同時(shí)也要對(duì)高壓輸電線路制定一系列行之有效的處理方案；加強(qiáng)對(duì)于高壓輸電線路中會(huì)出現(xiàn)故障、漏洞，進(jìn)行一系列的評(píng)估，將其雷擊危害降到最低。

2　220kV高壓線產(chǎn)生雷擊的原因

2.1220kV高壓雷擊的產(chǎn)生

一般情況下，當(dāng)高壓線路并被雷電擊中時(shí)，線路本身就會(huì)在受到雷電擊打的位置產(chǎn)生通斷作用，從而形成較為強(qiáng)烈的感生電流。眾所周知，220kV的高壓線體系中大部分輸送線路都是處于架空狀態(tài)，這使得線路在遭受雷擊時(shí)，感生電流就會(huì)借助輸電線這一媒介侵入到電網(wǎng)系統(tǒng)之中，從而導(dǎo)致電力設(shè)備和電網(wǎng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的損壞。雖然目前有部分220kV高壓輸電線已經(jīng)安裝了閥型避雷器和高壓避雷器等防雷擊裝置，但這些裝置在實(shí)際使用過(guò)程中反應(yīng)速率相對(duì)較為緩慢，所以當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，無(wú)法起到較好的防雷作用。

2.2線路產(chǎn)生感應(yīng)起電

在移動(dòng)、先導(dǎo)、起電和放電的過(guò)程中，雷云會(huì)在架空的高壓線路周圍形成一個(gè)靜電感應(yīng)區(qū)域。當(dāng)雷云開始朝著大地的方向進(jìn)行放電時(shí)，線路中已經(jīng)聚集的電荷就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變成自由的電荷，并通過(guò)感生電流這種方式開始逐漸限制線路的兩端、以對(duì)稱的方式均勻移動(dòng)，從而形成移動(dòng)電流。當(dāng)該移動(dòng)電流同到線路的波阻作用相遇時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生上千伏的感應(yīng)電壓，進(jìn)而對(duì)高壓線帶來(lái)極大的損害。

2.3雷電災(zāi)害的產(chǎn)生

當(dāng)高壓線路受到了雷擊作用后，就會(huì)有高壓線路中出現(xiàn)了較高的工頻電壓、高壓輸電線出現(xiàn)過(guò)電壓、高壓輸電線產(chǎn)生沖擊閃絡(luò)以及高壓輸電線自動(dòng)跳閘等安全事故。

3　220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)

3.1接地

3.1.1安裝垂直地極

對(duì)于土壤電阻率較高的地區(qū)而言，垂直地極作為一項(xiàng)有效的接地彌補(bǔ)措施，其安裝與使用能夠?qū)ν寥辣砻娼拥刭|(zhì)量較差的問(wèn)題予以顯著的改善，因此可以在桿塔周邊的位置處安裝一定數(shù)量的垂直接地極，且其埋設(shè)深度應(yīng)該在0.5m左右。對(duì)于鐵塔而言，垂直地極的安裝應(yīng)該在與塔桿6m距離的位置處；對(duì)于水泥桿塔而言，垂直地極的安裝應(yīng)該在與桿塔距離4m的位置處。對(duì)于垂直地極而言，其應(yīng)該經(jīng)過(guò)角鋼或圓鋼的加工方式，使得地極間距控制在4～6m的范圍當(dāng)中，且地極的長(zhǎng)度應(yīng)該控制在大于1.5m。在陡坡的地形條件下安裝垂直地極，應(yīng)該對(duì)垂直地表面的深度和地極的安裝深度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以發(fā)揮出地極所具有的散流的作用，同時(shí)防止受到洪水沖刷而失效。

3.1.2采用消弧線圈接地方法

在雷電活動(dòng)較為頻繁，接地電阻難以實(shí)現(xiàn)降低的地區(qū)內(nèi)較為常用消弧線圈的接地方法，能夠有效的降低單相著雷閃爍故障的發(fā)生率，同時(shí)也可以采用中性點(diǎn)不接地的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)防雷。在一般情況之下，當(dāng)二相或三相發(fā)生著雷問(wèn)題的時(shí)候，一相導(dǎo)線并不會(huì)因此出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，導(dǎo)線在閃爍之后與地線具有同樣的作用，實(shí)際上是提高了線路的耦合作用，使得沒有出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象的相絕緣子的電壓實(shí)現(xiàn)了大幅度的降低，從而顯著的提高了線路的耐雷水平。

3.1.3采用降低桿塔的方式使接地電阻減小

應(yīng)用降低桿塔的手段能夠有效的減小接地電阻，這是提高220kV高壓輸電線路防雷性能的有效措施之一。對(duì)于土壤電阻率較低的區(qū)域而言，可以對(duì)桿塔所具有的自然接地電阻的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)充分的利用；在土壤電阻率較高的區(qū)域當(dāng)中則應(yīng)該使用降阻劑或延長(zhǎng)借地的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)接地電阻的降低。

3.1.4架設(shè)藕合地線

架設(shè)藕合地線，是一種能夠有效降低線路反擊跳閘率的防雷措施。在桿塔接地電阻降低困難的情況下，可以通過(guò)架設(shè)藕合地線方式來(lái)降低桿塔的接地電阻。具體架設(shè)方法：在導(dǎo)線下面架設(shè)地線，增強(qiáng)導(dǎo)線和避雷線之間的耦合性，以減少絕緣子串上的過(guò)電壓，從而達(dá)到強(qiáng)化輸電線路的反擊耐雷性能，降低線路斷路器雷擊跳閘率的效果。架設(shè)藕合地線降低斷路器雷擊跳閘率的作用機(jī)理具體涉及兩個(gè)方面：①架設(shè)藕合地線后可以不同程度的減低桿塔的分流系數(shù)，當(dāng)雷電感生電流經(jīng)過(guò)桿塔接地線路時(shí)就會(huì)出現(xiàn)散流限現(xiàn)象，達(dá)到減少桿塔過(guò)電電壓的目的；②架設(shè)藕合地線后，導(dǎo)線和避雷線的之間的耦合性得以明顯加強(qiáng)。當(dāng)桿塔頂尖出現(xiàn)雷擊時(shí)，強(qiáng)大的耦合性能能明顯的降低桿塔的感應(yīng)電壓，減少絕緣子串遭受到的沖擊電壓。具體架設(shè)時(shí)，藕和地線通常采用側(cè)面和直掛式兩種方式，其中側(cè)面藕合地線能防止線路繞擊情況的發(fā)生，應(yīng)用較廣。

3.2避雷

避雷裝置是防止雷擊擊穿事故發(fā)生的有效手段，進(jìn)行220kV高壓輸電線路搭設(shè)時(shí)可以采用桿塔測(cè)針技術(shù)，即在桿塔上安裝水平測(cè)針，達(dá)到增加避雷針和擴(kuò)大避雷線保護(hù)區(qū)域的效果，以減少輸電線路發(fā)生繞擊問(wèn)題的幾率。桿塔測(cè)針技術(shù)的避雷原理：當(dāng)雷云先導(dǎo)放電與地面形成一定高度的距離時(shí)，避雷針可以改變放電通道電場(chǎng)的移動(dòng)方向，將雷電轉(zhuǎn)移到接閃器上，從安全釋放出去，防雷避雷效果良好。避雷針設(shè)置方法：在桿塔橫擔(dān)靠掛點(diǎn)附近的前后端，選擇傾斜45°位置安裝側(cè)向避雷針，長(zhǎng)度約3m。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，220kV高壓輸電線路遭受雷擊是不可避免的，為避免發(fā)生雷擊事故、保護(hù)線路運(yùn)行安全，必須采取高效的防雷接地技術(shù)。這些技術(shù)不僅能有效的降低線路繞擊問(wèn)題發(fā)生率，還能保證供電正常化，維護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在實(shí)際輸電線路搭建中，應(yīng)積極落實(shí)防雷接地技術(shù)。

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2016-3-8

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2095-2066（2016）10-0025-02