關(guān)于220kV高壓輸電線路防雷接地的探討

何惠松 朱國營 李紅璽 國網(wǎng)河南省電力公司濮陽供電公司

引言：隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)電力的需求也越來越大，電力與人們的生產(chǎn)生活聯(lián)系也愈加緊密，因此，提高供電系統(tǒng)的平穩(wěn)性、安全性對(duì)電力系統(tǒng)的健康發(fā)展具有重要的意義。然而，220kv高壓輸電線路長期裸露置于高空，易遭受雷擊等破壞，導(dǎo)致自動(dòng)跳閘、斷電等現(xiàn)象，使整個(gè)電力系統(tǒng)受到損害。若雷擊地點(diǎn)周圍的輔助設(shè)施絕緣性不達(dá)標(biāo)，雷擊產(chǎn)生的電流容易引起第二次傷害，雷擊造成的輸電中斷不僅影響人們的生產(chǎn)生活，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)危及人們的生命和財(cái)產(chǎn)。同時(shí)，電路的檢修工耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，特別是在丘陵及交通條件不方便的山區(qū)，巡視、檢修線路故障存在諸多困難。由此可見，對(duì)我國高壓輸電線路進(jìn)行防雷是至關(guān)重要的，通過現(xiàn)代化的防雷技術(shù)，既能夠減輕電力系統(tǒng)的安全隱患，也能夠提升高壓輸電線路的安全系數(shù)。

1 雷擊發(fā)生原因及危害

現(xiàn)代化的電力事業(yè)發(fā)展速度不斷加快，很多地方的220kV高壓輸電線路建設(shè)，都在走向快節(jié)奏的方向，整體上的工作成績是比較顯著的。但是，220kV高壓輸電線路的架設(shè)過程中，必須充分考慮到到自然界當(dāng)中的雷擊現(xiàn)象，這是非常嚴(yán)重的問題。從220kV高壓輸電線路本身來分析，其在建設(shè)的過程中，大部分的原材料應(yīng)用，表現(xiàn)為金屬的特點(diǎn)，這些線路的結(jié)構(gòu)，整體上表現(xiàn)為架空的特點(diǎn)。當(dāng)雷擊發(fā)生以后，會(huì)在220kV高壓輸電線路當(dāng)中，瞬間產(chǎn)生大量的電流，也就是我們?nèi)粘Ｋf的感應(yīng)電流。強(qiáng)大的電流進(jìn)入到220kV高壓輸電線路以后，直接參與了正常的電流輸送，對(duì)于整體輸電線路內(nèi)部的電壓，直接造成了迅速升高的特點(diǎn)，會(huì)對(duì)輸電過程的安全性，構(gòu)成非常嚴(yán)重的威脅，針對(duì)220kV高壓輸電線路的設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞，同時(shí)對(duì)于電力通信系統(tǒng)，也造成了較大的損害。由此可見，220kV高壓輸電線路的雷擊問題，必須按照科學(xué)的手段來應(yīng)對(duì)，應(yīng)堅(jiān)持在防雷接地技術(shù)上，按照科學(xué)方式來應(yīng)用。

2.2 20kv高壓輸電線路防雷接地的意義

電力是社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)的關(guān)鍵動(dòng)力資源，為了能夠促使社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，國家電網(wǎng)結(jié)合我國的地理?xiàng)l件建設(shè)了很多高壓輸電線路，其中有很多的高壓線路都處于較為空曠的郊外，而郊外的露天環(huán)境很容易讓線路受到外界因素的影響，尤其是雷擊。若是發(fā)生雷擊則很容易為高壓線路形成危害，線路一旦被雷擊就很有很可能因?yàn)殡妷禾叨詣?dòng)跳閘，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)切斷線路，這會(huì)讓整個(gè)電力系統(tǒng)都遭到損害，并且影響人們的正常用電。若是雷擊地點(diǎn)周圍設(shè)備的絕緣性和抗壓力不夠，則會(huì)因?yàn)槔讚粜纬傻碾娏餍纬啥蝹?，?duì)周圍的群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全形成威脅。雷擊對(duì)于高壓輸電線和整個(gè)電力系統(tǒng)而言都是極其危險(xiǎn)的，在遭到雷擊后進(jìn)行的維修工作也會(huì)花費(fèi)大量的資金和人力。雷擊不但會(huì)讓電力資源的傳輸突然中斷，對(duì)人們的正常生活和工作形成影響，同時(shí)也容易降低電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，影響社會(huì)的發(fā)展。因此，220KV的高壓輸電線路的防雷接地工作很意義。經(jīng)過對(duì)有效的防雷接地技術(shù)的實(shí)施，能夠減少電力系統(tǒng)中的安全隱患，同時(shí)還能夠提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率和安全，保障人們的正常用電。在進(jìn)行高壓輸電線的防雷接地工作時(shí)，其工作原則要依據(jù)輸電線路處在的不同地區(qū)實(shí)施不同防雷措施，并且還要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约暗匦蔚惹闆r進(jìn)行充分考慮，制定出科學(xué)合理的防雷接地方案

3.2 20kv高壓輸電線路防雷接地的優(yōu)化措施

3.1 改變線路絕緣性

隨著220kV高壓輸電線路的架設(shè)工作不斷的完善，很多地方的工作開展，都在按照積極的方法來完成。避雷接地技術(shù)的應(yīng)用過程中，不能總是按照傳統(tǒng)的角度來完成，還是要從最根本的工作上出發(fā)。建議在今后的技術(shù)應(yīng)用過程中，可以針對(duì)線路的絕緣性，做出良好的改變。在220kV高壓輸電線路的運(yùn)作過程中，其遭受到雷擊的傷害以后，高桿塔的等值電感、感應(yīng)電流都會(huì)持續(xù)性的增加，由此因?yàn)槔讚羲a(chǎn)生的損失是非常顯著的。為了更好的降低損失，業(yè)內(nèi)對(duì)于220kV高壓輸電線路的規(guī)劃，做出了新的規(guī)定。例如，當(dāng)220kV高壓輸電線路的桿塔高度，大于或者是等于四十米的時(shí)候，桿塔每提高十米，必須增加十片絕緣子。倘若桿塔的高度，超過了一百米的標(biāo)準(zhǔn)，那么這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系就會(huì)展現(xiàn)為無效狀態(tài)，此時(shí)必須根據(jù)其他相關(guān)的技術(shù)規(guī)定，針對(duì)絕緣子片數(shù)做出更好的掌握。該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施優(yōu)勢在于，能夠從最根本的角度上，對(duì)220kV高壓輸電線路加強(qiáng)防護(hù)，避免防雷接地技術(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重的不足，對(duì)未來的工作進(jìn)步，能夠奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 安裝垂直地級(jí)

安裝垂直地級(jí)有助于改善表面土壤接地質(zhì)量差的問題，特別是在土壤電阻率高的地區(qū)。安裝垂直地級(jí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：其一，若架空輸電線路是鐵塔，則鐵塔的垂直地級(jí)安裝與桿塔的距離應(yīng)控制在5-6m范圍內(nèi)。其二，若架空輸電線路是水泥桿塔，則桿塔的垂直地級(jí)安裝與桿塔的距離應(yīng)控制在4m左右。關(guān)于垂直地級(jí)采用圓鋼或角鋼等加工方式，地級(jí)間隔應(yīng)在4-6米間，長度應(yīng)在1.5m以上。其三，若地級(jí)安裝在高土壤電阻等地區(qū)，則應(yīng)加大極地埋藏深度，通常為0.8m左右。其四，陡坡的地級(jí)安裝需進(jìn)行實(shí)地測量，依據(jù)地表的深度計(jì)算安裝尺寸，當(dāng)出現(xiàn)洪水沖刷時(shí)盡可能減少對(duì)垂直地級(jí)的影響。

3.3 完善電磁感應(yīng)型接地裝置

從理論上來看，耦合系數(shù)的提升、接地電阻的降低能夠有效起到220kv輸電線路防雷作用。依據(jù)原有理論，提高耦合系數(shù)主要依靠架空地線和耦合地線兩方面實(shí)現(xiàn)。而實(shí)際雷擊過程存在穩(wěn)態(tài)電磁感應(yīng)，若將暫態(tài)行波階段的接地裝置改變，也可以一定程度上提升耦合系數(shù)。加強(qiáng)桿塔接地結(jié)構(gòu)的抗陡波雷擊性能。當(dāng)p＞500Ωm時(shí)，可采用強(qiáng)化電磁感應(yīng)桿塔接地射線方式，從而提升陡波的抗雷能力。當(dāng)p＞1000Ωm時(shí)，可采用強(qiáng)化接地裝置方式，加強(qiáng)電磁耦合系數(shù)。從而提高220kv輸電線路的防雷水平。

3.4 裝置自動(dòng)重合閘

220 kv的高壓輸電線路絕緣子有著很好的自我修復(fù)性能，很多因?yàn)槔讚魰r(shí)形成的沖擊閃絡(luò)與工頻電弧在輸電線跳閘之后，會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行游離，導(dǎo)致高壓輸電線路不會(huì)受到致命性的打擊。所以，在220KV的防雷接地工作中使用自動(dòng)重合閘，可以有效提高高壓輸電線路的抗雷能力。因?yàn)楹芏嗬讚羰鹿试谥行渣c(diǎn)接地電網(wǎng)中一般都是單相閃絡(luò)，所以電力人員能夠使用單相重合閘保障電力用戶的正常用電，并且也減少電路的維修工作。除此之外還可以架設(shè)耦合地線實(shí)現(xiàn)防雷接地目的，這種方式是增加導(dǎo)線以及避雷線的耦合作用，以此來降低絕緣子串的電壓。耦合地線的使用可以對(duì)雷擊時(shí)形成的巨大電流進(jìn)行分流，通過相關(guān)的實(shí)踐證明，耦合地線的使用可以幫助220KV的高壓輸電線路進(jìn)行防雷，以此來保障高壓輸電線路的正常運(yùn)行，確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

結(jié)語：防雷接地是電力系統(tǒng)建設(shè)中的重要工作。在220KV高壓輸電線路防雷接地中，可以通過對(duì)避雷線的運(yùn)用、減少電阻以及提升絕緣能力等方式，加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的保護(hù)，在此基礎(chǔ)上確保高壓輸電線路不會(huì)受到雷擊的影響，進(jìn)而保障整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保人們生活和工作的正常用電。