试论220kV高压输电线路防雷接地技术

2016-03-20刘梦飞国网江西省电力公司南昌供电分公司江西南昌330000

低碳世界 2016年10期

隋　新，刘梦飞（国网江西省电力公司南昌供电分公司，江西南昌330000）

试论220kV高压输电线路防雷接地技术

隋新，刘梦飞（国网江西省电力公司南昌供电分公司，江西南昌330000）

随着我国科学技术不断的发展，我国电网工作，也得到了进一步的提升。与此同时，电网在运行过程中，也积极的融入了现代化的新设备、新技术。我国220kV高压输电线路，在安全运行方面与过去相比，有了很大的进步；同时新技术、新设备的投入，也使得220kV高压线路，在安全方面效果尤为突出。但是在雷击事故方面，并没有得到良好的改善。220kV高压输电线路，作为电力系统的重要组成部分，又区别于其他中低压线路，受到雷击影响较为严重。对此本文就220kV高压输电线路防雷接地技术，结合防雷原则、意义等角度进行分析，希望对我国电网的完善发展，有着积极促进的意义。

220kV；高压输电线路；防雷措施；接地技术

雷击一直都在威胁着输电线路的安全。虽然雷击是一种自然现象，但是防雷击措施，却是一项复杂且繁琐的过程，对此加强高压输电线路的保护、避免雷击的破坏、保障电力系统的安全，就成为了目前电网建设的关键。防雷接地技术，具有避免雷击发生跳闸的功能，同时也能保护周围的建筑，是电网建设发展的有力保障。

1　高压输电线路的防雷原则和意义

高压线路的建设，大都在较为空旷的郊区，但是空旷的环境下，更容易遭受雷击的危害。一旦出现雷击事故，会给高压线路以及周围的环境，带来巨大的影响，基于高压线路的角度分析其危害，雷击时线路的电压会急剧升高，从而引起自动跳闸、系统自动切断线路、线路跳闸、电力系统受损等情况的出现。一旦周围设施、绝缘性、抗压力，不符合国家建筑的标准，很容易造成电流增加，引发二次伤害，对于人们的生命、财产安全，构成巨大的威胁。尤其是对于高压输电线路损害是最大的。同时电网维修工作，不仅工作量大，消耗大量的时间、人力、物力和财力，同时也带有一定的危险性。因此加强此方面的研究，提高防雷技术的水平，是非常必要的。通过防雷接地技术的应用，可以增加高压输电的效率和安全系数。

针对高压输电线路防雷技术的意义，应当根据一定的原则，首先根据其防雷地域的不同，实施有效的防雷措施，同时也要根据其气候、地形、周围环境等因素的不同，制定合理的防雷规划。同时也要对高压输电线路制定一系列行之有效的处理方案；加强对于高压输电线路中会出现故障、漏洞，进行一系列的评估，将其雷击危害降到最低。

2　220kV高压线产生雷击的原因

2.1220kV高压雷击的产生

一般情况下，当高压线路并被雷电击中时，线路本身就会在受到雷电击打的位置产生通断作用，从而形成较为强烈的感生电流。众所周知，220kV的高压线体系中大部分输送线路都是处于架空状态，这使得线路在遭受雷击时，感生电流就会借助输电线这一媒介侵入到电网系统之中，从而导致电力设备和电网通信系统出现了较为严重的损坏。虽然目前有部分220kV高压输电线已经安装了阀型避雷器和高压避雷器等防雷击装置，但这些装置在实际使用过程中反应速率相对较为缓慢，所以当线路遭受雷击时，无法起到较好的防雷作用。

2.2线路产生感应起电

在移动、先导、起电和放电的过程中，雷云会在架空的高压线路周围形成一个静电感应区域。当雷云开始朝着大地的方向进行放电时，线路中已经聚集的电荷就会自动转变成自由的电荷，并通过感生电流这种方式开始逐渐限制线路的两端、以对称的方式均匀移动，从而形成移动电流。当该移动电流同到线路的波阻作用相遇时，就会产生上千伏的感应电压，进而对高压线带来极大的损害。

2.3雷电灾害的产生

当高压线路受到了雷击作用后，就会有高压线路中出现了较高的工频电压、高压输电线出现过电压、高压输电线产生冲击闪络以及高压输电线自动跳闸等安全事故。

3　220kV高压输电线路防雷接地技术

3.1接地

3.1.1安装垂直地极

对于土壤电阻率较高的地区而言，垂直地极作为一项有效的接地弥补措施，其安装与使用能够对土壤表面接地质量较差的问题予以显著的改善，因此可以在杆塔周边的位置处安装一定数量的垂直接地极，且其埋设深度应该在0.5m左右。对于铁塔而言，垂直地极的安装应该在与塔杆6m距离的位置处；对于水泥杆塔而言，垂直地极的安装应该在与杆塔距离4m的位置处。对于垂直地极而言，其应该经过角钢或圆钢的加工方式，使得地极间距控制在4～6m的范围当中，且地极的长度应该控制在大于1.5m。在陡坡的地形条件下安装垂直地极，应该对垂直地表面的深度和地极的安装深度进行准确的计算，以发挥出地极所具有的散流的作用，同时防止受到洪水冲刷而失效。

3.1.2采用消弧线圈接地方法

在雷电活动较为频繁，接地电阻难以实现降低的地区内较为常用消弧线圈的接地方法，能够有效的降低单相着雷闪烁故障的发生率，同时也可以采用中性点不接地的措施来实现防雷。在一般情况之下，当二相或三相发生着雷问题的时候，一相导线并不会因此出现跳闸的现象，导线在闪烁之后与地线具有同样的作用，实际上是提高了线路的耦合作用，使得没有出现闪烁现象的相绝缘子的电压实现了大幅度的降低，从而显著的提高了线路的耐雷水平。

3.1.3采用降低杆塔的方式使接地电阻减小

应用降低杆塔的手段能够有效的减小接地电阻，这是提高220kV高压输电线路防雷性能的有效措施之一。对于土壤电阻率较低的区域而言，可以对杆塔所具有的自然接地电阻的特点实现充分的利用；在土壤电阻率较高的区域当中则应该使用降阻剂或延长借地的方法来实现接地电阻的降低。

3.1.4架设藕合地线

架设藕合地线，是一种能够有效降低线路反击跳闸率的防雷措施。在杆塔接地电阻降低困难的情况下，可以通过架设藕合地线方式来降低杆塔的接地电阻。具体架设方法：在导线下面架设地线，增强导线和避雷线之间的耦合性，以减少绝缘子串上的过电压，从而达到强化输电线路的反击耐雷性能，降低线路断路器雷击跳闸率的效果。架设藕合地线降低断路器雷击跳闸率的作用机理具体涉及两个方面：①架设藕合地线后可以不同程度的减低杆塔的分流系数，当雷电感生电流经过杆塔接地线路时就会出现散流限现象，达到减少杆塔过电电压的目的；②架设藕合地线后，导线和避雷线的之间的耦合性得以明显加强。当杆塔顶尖出现雷击时，强大的耦合性能能明显的降低杆塔的感应电压，减少绝缘子串遭受到的冲击电压。具体架设时，藕和地线通常采用侧面和直挂式两种方式，其中侧面藕合地线能防止线路绕击情况的发生，应用较广。

3.2避雷

避雷装置是防止雷击击穿事故发生的有效手段，进行220kV高压输电线路搭设时可以采用杆塔测针技术，即在杆塔上安装水平测针，达到增加避雷针和扩大避雷线保护区域的效果，以减少输电线路发生绕击问题的几率。杆塔测针技术的避雷原理：当雷云先导放电与地面形成一定高度的距离时，避雷针可以改变放电通道电场的移动方向，将雷电转移到接闪器上，从安全释放出去，防雷避雷效果良好。避雷针设置方法：在杆塔横担靠挂点附近的前后端，选择倾斜45°位置安装侧向避雷针，长度约3m。