架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)分析

張寅

摘 要 本文論述了架空輸電線路雷擊跳閘的具體影響因素并結(jié)合具體影響因素以及線路施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，從線路防雷設(shè)計(jì)和接地設(shè)計(jì)兩方面入手，對(duì)架空輸電線路防雷性能提升進(jìn)行綜合性分析。

關(guān)鍵詞 架空輸電線路;防雷接地;設(shè)計(jì)探析

引言

現(xiàn)階段，隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，電力作為生產(chǎn)活動(dòng)以及日常生活中最為常見(jiàn)的能源，其運(yùn)輸?shù)妮d體——電力線路就需要具備更強(qiáng)的傳輸能力和傳輸穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提升輸電線路的傳輸距離和傳輸規(guī)模，目前輸電線路建設(shè)呈現(xiàn)明顯的大型化和高空化趨勢(shì)。通過(guò)架空輸電線路完成電能傳輸?shù)木嚯x將會(huì)越來(lái)越大。架空輸電線路施工過(guò)程中所耗費(fèi)的成本較低，同時(shí)檢修工作十分便利，具有強(qiáng)大的實(shí)踐價(jià)值，但是由于其直接暴露在外界環(huán)境當(dāng)中，在外部環(huán)境的干擾下可能會(huì)發(fā)生雷擊事故，在下文中筆者將以此為基礎(chǔ)，對(duì)其防雷接地設(shè)計(jì)相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1架空輸電線路雷擊跳閘的具體影響因素

1.1 設(shè)計(jì)方面影響因素

設(shè)計(jì)路徑方案是架空輸電線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作，對(duì)架空輸電線路的整體性能有著直接的影響。工作人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要對(duì)設(shè)計(jì)路徑進(jìn)行雕琢，從導(dǎo)線、底線、絕緣配合以及防雷設(shè)計(jì)等方面入手，明確具體的電氣距離，同時(shí)還要對(duì)桿塔和基礎(chǔ)形式進(jìn)行優(yōu)化和細(xì)致化的通信保護(hù)。在電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)越來(lái)越成熟的情況下，電力線路設(shè)計(jì)的工作量逐漸加大，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)間相應(yīng)減少，此外現(xiàn)階段輸電線路的通道地形以及土壤結(jié)構(gòu)都存在一定的復(fù)雜性，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)勘測(cè)不到位的現(xiàn)象，一些電力工作人員在工作量的制約下，沒(méi)有按照實(shí)際土壤電阻率進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致桿塔的接地形式不符合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，造成設(shè)計(jì)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，最終對(duì)架空輸電線路的抗雷擊性能造成嚴(yán)重的影響。

1.2 外部環(huán)境影響因素

外部環(huán)境是架空輸電線路雷擊跳閘最重要的影響因素。大多數(shù)架空輸電線路都暴露在露天環(huán)境當(dāng)中，受到自然環(huán)境的影響非常明顯，主要的影響因素包括地形、地質(zhì)條件、氣候特性以及土壤電阻率等多個(gè)方面。在一些自然環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的地區(qū)，這種影響體現(xiàn)得尤為明顯，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)架空輸電線路以及桿塔接地電阻過(guò)高的情況，從而導(dǎo)致雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 施工工作影響因素

由于架空輸電線路的施工工作量和施工規(guī)模比較大，同時(shí)許多施工現(xiàn)場(chǎng)位于交通不便的巖石地區(qū)和土壤電阻率非常高的山區(qū)，這樣一來(lái)就給施工工作帶來(lái)了非常大的難度。此外，一些施工工程受到施工條件的制約，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不按照施工圖紙進(jìn)行施工的情況，接地體的埋深不符合相關(guān)要求，回填土的應(yīng)用也存在著一定程度的偏差，進(jìn)而造成施工質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題。

2架空輸電線路防雷與接地具體設(shè)計(jì)措施

2.1 架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)

架空輸電線路當(dāng)中避雷線的合理設(shè)計(jì)，能夠在很大程度上對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，降低線路遭受雷擊的概率。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，架空輸電線路的避雷線設(shè)計(jì)效果與桿塔高度和保護(hù)角的大小有著直接的關(guān)系[1]。因此在具體設(shè)計(jì)工作中需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，合理設(shè)置桿塔高度，并對(duì)保護(hù)角的具體角度進(jìn)行精確計(jì)算，使避雷線的效果得以最大限度地發(fā)揮出來(lái)。

架空輸電線路當(dāng)中還需要安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置，這是現(xiàn)階段一種非常安全的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，但是若想充分發(fā)揮該裝置的價(jià)值，需要工作人員準(zhǔn)確掌握施工地區(qū)的雷擊情況，以正確的方式安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置，并對(duì)其進(jìn)行全面的調(diào)試。在自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置的影響下，架空輸電線路可以在雷電閃絡(luò)之后自動(dòng)重合，保證輸電線路在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，強(qiáng)化輸電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性。

此外，耦合地線的加裝同樣也是防止架空輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘現(xiàn)象的重要保護(hù)措施。工作人員需要將其安裝在架空輸電線路經(jīng)常出現(xiàn)雷擊跳閘的部位，使其充分發(fā)揮耦合作用和分流作用，緩解輸電線路接地電阻過(guò)大的情況，減小其對(duì)輸電線路的具體影響。

2.2 架空輸電線路的接地設(shè)計(jì)

架空輸電線路的接地設(shè)計(jì)主要包含三個(gè)部分，第一部分是接地方式的選取。工作人員首先要明確架空輸電線路所在區(qū)域土壤電阻率的實(shí)際狀況，并以此為依據(jù)對(duì)接地設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合性考量。若施工區(qū)域的土壤電阻率比較低的話，就需要利用桿塔基礎(chǔ)和拉線等進(jìn)行自然接地，避免雷電導(dǎo)致桿塔的接地電阻上升。若輸電線路施工區(qū)域的土壤電阻率比較高的話，就需要將多種接地方式進(jìn)行整合，例如外引接地當(dāng)時(shí)、復(fù)合接地方式、換土方式以及放射地形接地方式等[2]，使接地工作更加有效地開(kāi)展。

第二部分是桿塔接地的設(shè)計(jì)，工作人員在桿塔接地設(shè)計(jì)中首先要進(jìn)行系統(tǒng)化的實(shí)地勘察工作，對(duì)設(shè)置架空輸電線路區(qū)域的雷電活動(dòng)具體狀況進(jìn)行細(xì)致化調(diào)查，并形成專(zhuān)業(yè)性的調(diào)查報(bào)告，作為桿塔接地設(shè)計(jì)工作的主要信息依據(jù)，對(duì)架空輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理規(guī)劃。同時(shí)在實(shí)地勘察過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要依照測(cè)量桿塔具體位置的土壤電阻率進(jìn)行綜合性數(shù)據(jù)分析，從而確定桿塔建設(shè)的具體位置，為接地方式的選擇提供有效的信息依據(jù)。

第三部分是降阻劑的使用。在一些特定的情況下，通過(guò)降阻劑的使用能夠有效降低接地電阻，實(shí)現(xiàn)防雷目標(biāo)。目前，降阻劑的更新?lián)Q代速度比較快，其性能也逐漸趨于完善。降阻劑本身的導(dǎo)電性能非常強(qiáng)，同時(shí)還具備強(qiáng)大的土壤滲入率，可以在土壤電阻率高的地區(qū)或是巖石較多的地區(qū)使用[3]。降阻劑滲入到地下土壤當(dāng)中，會(huì)切實(shí)增大電流范圍，實(shí)現(xiàn)電流分散能力的提升。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)電力技術(shù)水平不斷進(jìn)步的情況下，架空輸電線路的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)的條件，但是架空輸電線路經(jīng)常會(huì)受到各種因素的干擾，引發(fā)雷擊現(xiàn)象，導(dǎo)致輸電線路無(wú)法正常運(yùn)行。在這種情況下，相關(guān)工作人員需要從整體和細(xì)節(jié)角度同時(shí)出發(fā)，全面提升架空輸電線路防雷性能，切實(shí)保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張馮碩.架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計(jì)探析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015，493（36）：18，21.

[2] 丁洪民.淺談架空輸電線路防雷接地的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2013，（12）：153.

[3] 谷山強(qiáng)，何金良，陳維江，等.架空輸電線路并聯(lián)間隙防雷裝置電弧磁場(chǎng)力計(jì)算研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，（7）：142-147.