輸配電線路接地電阻對防雷技術(shù)影響分析

趙成澤

國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司牙克石市供電公司 內(nèi)蒙古牙克石 022150

鑒于我國基本國情與能源發(fā)展現(xiàn)狀，中國能源資源與負荷中心呈逆向分布，因而建成的高壓及超高壓線路輸送量大、跨度長，跨越地區(qū)大都氣候多變，地形復雜，對防雷技術(shù)有著很高的要求。2019年一、二季度，全國用電量3.398萬億千瓦時，同比增長5.0%，2019年7月中東部地區(qū)用電更是連創(chuàng)新高，持續(xù)增長的高負荷與季節(jié)性雷暴天氣影響，給電網(wǎng)運行維護帶來了極大挑戰(zhàn)。為盡可能消除雷電給輸配電線路帶來的負面影響，除了預先在桿塔裝設避雷線負角運行外，還可以設置線路避雷器限制過電壓，安裝接閃器承載直擊雷放電，通過技術(shù)手段盡可能減小接地電阻等。

1 因雷擊導致電力系統(tǒng)跳閘的因素

輸電線路的絕緣能力比較差，所以一旦遭受到雷擊，會不可避免的出現(xiàn)跳閘的情況，要跳閘必須要滿足以下兩個條件：第一，出現(xiàn)了單相接地短路的情況，也就是指因為脈絡形成了穩(wěn)定的工頻電弧，從而導致了跳閘現(xiàn)象；第二，輸電線路的絕緣能力比雷擊的閃電過電壓要低，從而引起跳閘，但是這種情況只會存在幾十微秒的時間，電力系統(tǒng)沒有時間完成跳閘，因此，主要分析第一個條件，影響第一個跳閘情況的因素主要有以下幾點：

1.1 線路桿塔的接地電阻值比較高

在一般情況下，如果雷擊檔距中避雷線的時候，空氣的間隙之間并不會出現(xiàn)閃絡的現(xiàn)象，當雷電的電流向桿塔的兩邊傳播的時候，會產(chǎn)生比較強烈的電暈，到達桿塔的時候，幅值就已經(jīng)下降了許多，這時候，如果電阻值沒有那么高，就不會出現(xiàn)閃絡的情況。但是如果雷擊導致反擊過電壓，并且接地電阻值比較高，就會容易發(fā)生閃絡的現(xiàn)象，出現(xiàn)相間短路，從而使得電力系統(tǒng)跳閘[1]。

1.2 消弧線圈設置不準確

如果沒有將消弧線圈設置準確，輸電線路就會出現(xiàn)短路的情況，那么消弧線圈就不能夠給予足夠的補償，從而導致跳閘。

2 降低接地電阻的主要措施

2.1 水平接地網(wǎng)降阻方式

通過增加外延體數(shù)量與長度，可有效增大水平接地體接地面積，從而減小接地電阻，因此，桿塔的安裝應盡可能考慮水平放射接地體的形式，同時，由于水平放射建造成本不高，所以在地形與施工條件允許的情況下應著重進行考慮。

2.2 垂直接地體降阻手段

在裝設接地網(wǎng)時，由于不同土質(zhì)其電阻率不同，同一土質(zhì)因濕度與溫度變化其電阻率也存在著差異，此外，還應考慮地形地貌、可裝設面積等因素。對于含水量豐富或因其他元素導致土壤電阻率較低的地區(qū)，應該充分考慮架設垂直接地體的必要性，與此同時，若因面積受限導致水平接地體無法達到預期的降阻效果，也應考慮垂直接地體的可行性。但這并不意味著垂直接地體的數(shù)量越多，深度越深，降阻效果越好。若單位面積內(nèi)垂直接地體裝設數(shù)量過多，降阻率將趨于飽和，其深度也應視實際地形土壤情況而定。

2.2.1 使用降阻劑降阻

降阻劑是一種導電性良好的材料，將其灌注于接地體周圍，可在滲透周邊土壤后利用自身導電性良好的特性同步降低土壤電阻率，達到減小接地電阻的效果。此外，通過連接接地體與導電性得以改善的土壤，達到擴大散流面積的目的。此法適用于小型接地網(wǎng)或集中型接地網(wǎng)[2]。

2.2.2 運用降阻模塊

由于降阻劑可能污染、腐蝕接地體，分布不均還會導致降阻效果不及預期等問題，故仍需通過其他方法得到進一步改善。降阻模塊就是一種新解決方法，降阻模塊是加入膠黏劑后通過物理方法將降阻劑與接地模塊整合，由電導率高的金屬引線將主地網(wǎng)與降阻模塊結(jié)合起來，達到更為穩(wěn)定的降阻效果。

2.2.3 爆破接地技術(shù)

通過局部小規(guī)模爆破將土壤電阻率較高或巖石較多的地下空間騰出縫隙，再將低電阻率材料通過灌注填充縫隙，從而通過縫隙間的低電阻率材料將接地網(wǎng)與電阻率較低的土壤層或水層等形成接觸，擴大了接地網(wǎng)的散流面積，有效降低了接地網(wǎng)電阻。

2.2.4 采用新型材料

接地網(wǎng)長期遭受著復雜的氣候、濕度、酸堿性不平衡等不同環(huán)境因素帶來的腐蝕影響，因而采用導電性與耐腐蝕性較強的新型材料作為接地體從長遠來看很有必要。納米導電材料等新型材料具有極強的抗腐蝕能力與導電性能，例如，納米導電精，其特殊的化學結(jié)構(gòu)賦予了它可以通過化學鍵與金屬緊密結(jié)合的能力，將這類新型材料結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)在成本可控的范圍內(nèi)合理地進行運用，對接地體導電性能和抗腐蝕性的提高極具前瞻性[3]。

2.3 在工程中所使用的防雷措施

工程所用防雷措施主要有三種：第一種是使用避雷線，通過使用避雷線，可以有效減少導線遭到雷擊的可能性，因為它可以屏蔽掉傳輸導線，運用桿塔將電流傳輸?shù)酱蟮厣?，這一措施最為簡單，并且效果較好，是非常值得推廣的；第二種是合理設置消弧線圈，能夠有效將電弧消除掉，有效降低跳閘出現(xiàn)的概率，保證正常供電；第三種是安裝避雷器。避雷器的使用一般是在雷電較多的地區(qū)使用。

3 結(jié)語

本文僅列舉了部分現(xiàn)階段已投入施行或試點的改良方法，影響接地電阻的因素有很多，對現(xiàn)有輸配電網(wǎng)絡進行大規(guī)模改良，是一個工作量龐大、時間跨度較長的大工程，而隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高端制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，電力供需形勢逐漸趨緊，為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，不僅要在電網(wǎng)的前期建設上做好工作，對于建設后期接地網(wǎng)的監(jiān)測與檢修任務也應提出高標準、高要求，為未來能源轉(zhuǎn)型的加速推進做好充足保障[4]。