220kv輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)研究

江西省電力設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司 徐 雷

220kv輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)研究

江西省電力設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司 徐 雷

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增多，用電量也在不斷地上升，安全用也得到了重視，而我國(guó)現(xiàn)今的高壓線(xiàn)路中，220kv的輸電線(xiàn)路是主要且廣泛用電形式，但自然災(zāi)害會(huì)對(duì)高壓輸電線(xiàn)路造成損害，如：雷擊，嚴(yán)重影響用電的安全性，因而本將對(duì)雷擊的原因及危害，以及對(duì)220kv的輸電線(xiàn)路的防雷措施進(jìn)行闡述。

220KV輸電線(xiàn)路；雷電產(chǎn)生原因；防雷技術(shù)；應(yīng)用

前言

在弗蘭克·萊思發(fā)表《大自然在發(fā)狂》的那一刻，人類(lèi)就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)雷電及防雷技術(shù)的應(yīng)用研究，雷電對(duì)輸電線(xiàn)的損害也嚴(yán)重影響了人類(lèi)的用電安全問(wèn)題，而現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的就是220KV輸電線(xiàn)路，因而對(duì)220KV輸電線(xiàn)路的損害就尤為的突出，所以防雷技術(shù)的研究和應(yīng)用成了用電的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

1.雷擊產(chǎn)生的原因及危害

現(xiàn)今220KV的輸電線(xiàn)路應(yīng)用的材質(zhì)一般為金屬，而且輸電線(xiàn)路是被架在空中，因而在輸電線(xiàn)遇到雷擊時(shí)會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生大量的電流，既感應(yīng)電流，當(dāng)這些感應(yīng)電流在輸電線(xiàn)內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)且與原有電流一起參與到電路中時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致輸電線(xiàn)內(nèi)的電壓快速的被升高，從而引發(fā)輸電線(xiàn)路在輸電方便的安全問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)正在運(yùn)行的電力設(shè)施造成了一定的損害，如果輸電線(xiàn)路周?chē)慕^緣性較差，或者沒(méi)有足夠的抗壓能力，不能抵抗雷擊后產(chǎn)生的大量的電流，那么就會(huì)給人們的生活造成巨大的損失，甚至?xí){人們的生命安全，因而，對(duì)220KV輸電線(xiàn)路進(jìn)行防雷接地技術(shù)的研究是非常重要的。

2.輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)的應(yīng)用

2.1 關(guān)于防雷的一些操作

2．1．1 避雷線(xiàn)的安裝

安裝避雷線(xiàn)是有效防止220KV輸電線(xiàn)路遭受雷擊的方式之一。一方面避雷線(xiàn)能夠成功的將雷電引離輸電線(xiàn)路所在的位置，從而避免輸電線(xiàn)路遭受雷擊，受到不必要的損害；另一方面，避雷線(xiàn)具有分流和引流的作用，既減少輸電線(xiàn)路中因雷擊產(chǎn)生的多余電流，保證線(xiàn)路內(nèi)的電壓穩(wěn)定，降低由于雷擊而產(chǎn)生的損害程度。由于導(dǎo)線(xiàn)自身具有一定的耦合性，所以避雷線(xiàn)可以利用導(dǎo)線(xiàn)的特性使220KV輸電線(xiàn)路中絕緣電壓降低，可以有效的減少感應(yīng)電流作用下感應(yīng)電壓的產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，證明了在輸電線(xiàn)路遭遇雷擊時(shí)，線(xiàn)路中的電壓越大，避雷線(xiàn)的防雷效果就越好，而且避雷線(xiàn)的應(yīng)用成本也很低，所以避雷線(xiàn)是220KV輸電線(xiàn)路防雷的重要手段和有效方式。但在安裝避雷線(xiàn)的過(guò)程中，應(yīng)特別注重避雷線(xiàn)的選擇，既嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用，確保防雷線(xiàn)應(yīng)用的效果[1]。

2．1．2 避雷針的裝設(shè)

避雷針是有效防止220KV輸電線(xiàn)路遭受雷擊的關(guān)鍵，避雷針能夠使雷云在與輸電線(xiàn)路有一斷距離時(shí)，及時(shí)改變雷云的放電方向，既改變?cè)蟹烹姷碾妶?chǎng)方向，從而將雷擊引到與避雷針相連接的接閃器上，從而使雷擊中的電荷通過(guò)避雷針釋放出去，降低了雷擊對(duì)輸電線(xiàn)路的損害，同時(shí)也保證了用電的安全性。與其他的一些防雷措施相比，如避雷線(xiàn)等，避雷針發(fā)揮的作用是將雷電引開(kāi)，而不是避開(kāi)雷電，由于它自身的結(jié)構(gòu)是針狀的，既能夠吸引空中的一些弱雷，又能減弱空中的強(qiáng)雷，因而能夠有效的防止輸電線(xiàn)路遭受雷擊。在避雷針的裝設(shè)過(guò)程中，應(yīng)注意是在220KV輸電線(xiàn)路的桿塔掛靠點(diǎn)的位置上安裝避雷針，數(shù)量一般為兩個(gè)，它們和桿塔的角度大約為45°，長(zhǎng)度大致為3米。

2．1．3 提高輸電線(xiàn)路的絕緣性

通常情況下，隨著220KV輸電線(xiàn)路的桿塔高度的不斷增加，受到雷擊的幾率也就會(huì)增大，如果越大面積的使用桿塔對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行架空，那么就越有可能遭受到雷擊，造成的損害也就越大，因而可以在桿塔的應(yīng)用中加入絕緣體，如：在桿塔中采用絕緣子，并可根據(jù)絕緣性的大小適當(dāng)?shù)脑龆鄬?duì)絕緣子的使用，或者可以加大桿塔頂端的空間距離，從而改變輸電線(xiàn)路的絕緣性，同時(shí)也提高了在遭遇雷擊時(shí)的抗壓能力。根據(jù)有關(guān)研究，隨著桿塔高度的增加，遭遇雷擊后產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)越大，因而為了能更好的減少220KV輸電線(xiàn)路在遭遇雷擊時(shí)的損害，可以選擇適當(dāng)高度的桿塔，一般的桿塔高度應(yīng)控制在40米的范圍內(nèi)，而且桿塔每增加一定的高度，對(duì)應(yīng)的絕緣子的使用片數(shù)就要增加，但當(dāng)桿塔的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了研究范圍，甚至是100米之外，那么上面的數(shù)學(xué)關(guān)系就不再適用，因而在進(jìn)行桿塔搭建時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照業(yè)內(nèi)的有關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行，從而達(dá)到防雷和降低雷電損害的目的[2]。

2．1．4 重合閘的設(shè)定

對(duì)于220KV輸電線(xiàn)路的自身特性來(lái)講，他具有一定的自我修復(fù)能力，既在被雷電擊中之后，它能夠在最短的時(shí)間內(nèi)控制由于雷電而引起的一些問(wèn)題，如：絕緣子表面放電的閃絡(luò)情況、電頻的頻繁切換情況，而自動(dòng)重合閘就是實(shí)現(xiàn)這一功能的重要元件。輸電線(xiàn)路的這一特性能夠大大的提高自身的穩(wěn)定性，同時(shí)也能降低線(xiàn)路的老化及被損害的幾率。在以往的雷擊事件中，我們不難發(fā)現(xiàn)，通過(guò)自動(dòng)重合閘可以有效的降低雷電對(duì)輸電線(xiàn)路的損害，使輸電線(xiàn)路正常的運(yùn)行，從而保證用電的安全性。

2.2 進(jìn)行接地操作

2．2．1 接地棒的應(yīng)用

接地棒的應(yīng)用可以降低220KV輸電線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)的損害程度，由于在雷電發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電流，它能夠?qū)㈦娏鞒晒Φ囊氪蟮乩?，同時(shí)也能夠緩解線(xiàn)路本身形成的電壓。接地棒是防雷措施中使用較為廣泛的一種，接地棒是通過(guò)對(duì)輸電線(xiàn)路和地面的連接，并能夠輕松的控制接地的電阻問(wèn)題，發(fā)揮防雷的作用，由于它的材質(zhì)一般為銅鍍鋼，因而接地棒的使用壽命比較長(zhǎng)，抗氧化能力和導(dǎo)電的性能也很強(qiáng)，同時(shí)也能夠降低220KV輸電線(xiàn)路的防雷成本，也保證了輸電線(xiàn)路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2．2．2 垂直地極的設(shè)立

對(duì)垂直地極的設(shè)立，能夠有效的改善土壤的表面接地質(zhì)量差的問(wèn)題，尤其是在電阻率高的土壤區(qū)域。而對(duì)于垂直地極的設(shè)立應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，如果架空輸電線(xiàn)路的是鐵塔的話(huà)，對(duì)垂直地極的安裝可以將距離鐵桿的距離控制在5～6米之間；第二，如果是水泥的桿塔，那么對(duì)垂直地極的安裝可以將其與水泥桿的距離控制4米左右，而且對(duì)于垂直地極應(yīng)采用圓鋼等方式進(jìn)行加工，地極之間的間距應(yīng)該控制在5米左右，最遠(yuǎn)不能超過(guò)6米，長(zhǎng)度應(yīng)該在2米以上；第三，如果要安裝地極的是高土壤電阻率的區(qū)域，那么就應(yīng)該加大地極在地里的深度，一般為0.9米左右；第四，如果安裝的地形是陡坡的，那么就要進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量，根據(jù)地表的深度計(jì)算安裝所需的尺寸，從而能夠保證垂直地極的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)洪水等問(wèn)題時(shí)，垂直地極的作用不被影響[3]。

2．2．3 對(duì)消弧線(xiàn)圈的應(yīng)用

消弧線(xiàn)圈的應(yīng)用能夠在發(fā)生雷電時(shí)，起到降低接地中電阻的作用。消弧線(xiàn)圈是帶鐵芯的電感線(xiàn)圈，在220KV輸電線(xiàn)路遭遇雷擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使輸電線(xiàn)路內(nèi)的總電流增加，電壓也會(huì)不斷的升高，而消弧線(xiàn)圈的作用就是使放電處的電壓在電感線(xiàn)圈的阻尼作用下，不僅不能升高，而且使放電處的電流也會(huì)減小，從而降低雷電對(duì)輸電線(xiàn)路的損害，保證220KV輸電線(xiàn)路的安全性。

2．2．4 耦合地線(xiàn)的應(yīng)用

在一些桿塔高度固定，不能通過(guò)縮短桿塔的長(zhǎng)度降低雷電損害的區(qū)域，可以采用架設(shè)相應(yīng)的耦合地線(xiàn)的方式進(jìn)行220KV輸電線(xiàn)路的防雷接地措施。既在導(dǎo)線(xiàn)的下方進(jìn)行接地線(xiàn)的增加，從而增加輸電線(xiàn)路對(duì)雷電的抵抗性能，減少跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)用耦合地線(xiàn)的原理有以下兩點(diǎn)：第一，耦合地線(xiàn)能降低桿塔的接地電阻，同時(shí)也會(huì)對(duì)桿塔的分流系數(shù)起到降低的作用，尤其是對(duì)于一些接地電阻率很高的地區(qū)，能夠在發(fā)生雷電時(shí)，通過(guò)鄰近的桿塔進(jìn)行相應(yīng)的分流作用；第二，耦合地線(xiàn)具有增強(qiáng)導(dǎo)線(xiàn)和地線(xiàn)之間的耦合性的作用，從而降低雷擊的損害。

3.總結(jié)

220kV輸電線(xiàn)路是我國(guó)用電網(wǎng)絡(luò)中的重要足組成部分，因而220kV輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)研究和應(yīng)用關(guān)系著我國(guó)用電的安全問(wèn)題，更是輸電線(xiàn)路能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在，因而對(duì)于防雷技術(shù)我們應(yīng)給予高度的重視，更要不斷的進(jìn)行研究和探索。

[1]李冰,于海洋．220kV高壓輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)分析[J]．電子制作,2015,(24):70．

[2]詹其彪,劉淵．220kV高壓輸電線(xiàn)路防雷接地技術(shù)分析[J]．電子制作,2014,(08):41-42．

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