架空輸電線(xiàn)路防雷與接地技術(shù)研究

余葉波

國(guó)網(wǎng)福建羅源縣供電有限公司，福建福州 350600

架空輸電線(xiàn)路防雷與接地技術(shù)研究

余葉波

國(guó)網(wǎng)福建羅源縣供電有限公司，福建福州 350600

在長(zhǎng)距離電力傳輸中，架空線(xiàn)路是最為常用的線(xiàn)路架設(shè)方式，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不容忽視的作用。不過(guò)，架空輸電線(xiàn)路由于跨越距離長(zhǎng)，運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，加上露天架設(shè)的形式，很容易受到雷擊的影響，引發(fā)設(shè)備損壞或者雷擊跳閘等事故，影響線(xiàn)路的正常運(yùn)行。基于此，本文結(jié)合雷擊對(duì)于架空輸電線(xiàn)路的危害，分析了相應(yīng)的防雷和接地技術(shù)，希望能夠?yàn)榧芸蛰旊娋€(xiàn)路的運(yùn)行安全提供一些參考。

架空輸電線(xiàn)路；防雷接地；技術(shù)措施

工業(yè)化進(jìn)程的加快，使得社會(huì)對(duì)于電力的需求不斷增大，電網(wǎng)工程不斷完善，輸電線(xiàn)路也開(kāi)始朝著高空化、大型化的方向發(fā)展。輸電線(xiàn)路的敷設(shè)包括了架空線(xiàn)路和地埋線(xiàn)路兩種，不過(guò)地埋線(xiàn)僅僅適用于短距離電力傳輸，在長(zhǎng)距離輸電方面仍然是以架空線(xiàn)路為主，而架輸電空線(xiàn)路露天設(shè)置的環(huán)境使得其很容易造成雷擊的影響，如何對(duì)雷擊危害進(jìn)行有效的預(yù)防和應(yīng)對(duì)，是電力技術(shù)人員需要重點(diǎn)關(guān)注的課題。

1 雷擊對(duì)于輸電線(xiàn)路的危害

雷擊對(duì)于輸電線(xiàn)路產(chǎn)生的危害是極其嚴(yán)重的，一是會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生巨大的沖擊電壓，從而導(dǎo)致設(shè)備絕緣層擊穿，產(chǎn)生短路和放電現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至可能會(huì)引發(fā)爆炸；二是會(huì)導(dǎo)致設(shè)備元件的損壞，從而引發(fā)閃絡(luò)、斷電等事故，影響人們的正常用電；三是雷電流侵入到配電設(shè)備或者電器線(xiàn)路中，引發(fā)火災(zāi)，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全；四是在雷擊作用下，靜電流的電磁感應(yīng)會(huì)引發(fā)交變電磁場(chǎng)，導(dǎo)致電氣設(shè)備局部發(fā)熱，造成設(shè)備燒毀甚至引發(fā)火災(zāi)。因此，在架空輸電線(xiàn)路的架設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮線(xiàn)路的防雷接地問(wèn)題，以確保電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 架空輸電線(xiàn)路防雷技術(shù)

在進(jìn)行架空輸電線(xiàn)路防雷設(shè)計(jì)時(shí)，需要首先分析其耐雷水平和雷擊跳閘率。耐雷水平是指線(xiàn)路絕緣所能夠承受的最大直擊雷電流幅值，雷擊跳閘率則是線(xiàn)路在遭受雷擊時(shí)發(fā)生跳閘的概率，通過(guò)相應(yīng)的公式結(jié)算，可以把握線(xiàn)路的防雷水平，從而為優(yōu)化線(xiàn)路設(shè)計(jì)提供良好的數(shù)據(jù)支撐[1]。

2.1合理選擇路徑

對(duì)架空輸電線(xiàn)路的路徑進(jìn)行合理選擇，是提高線(xiàn)路防雷水平的重要措施。在對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行架空敷設(shè)時(shí)，應(yīng)該合理規(guī)劃線(xiàn)路布局，盡可能在不增加線(xiàn)路長(zhǎng)度的情況下，避開(kāi)惡劣環(huán)境，選擇雷擊較少的區(qū)域。

2.2架設(shè)避雷裝置

避雷線(xiàn)是最為常用的線(xiàn)路避雷技術(shù)之一，能夠在一定程度上降低線(xiàn)路遭受雷擊的可能性。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)分析，在對(duì)避雷線(xiàn)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要關(guān)注保護(hù)角的大小以及桿塔的高度，從實(shí)際情況出發(fā)，確保避雷線(xiàn)的作用能夠得到有效發(fā)揮。一般情況下，考慮雷電繞擊的情況，應(yīng)該將避雷線(xiàn)的保護(hù)角設(shè)置為20°～30°左右。如果架空線(xiàn)路經(jīng)過(guò)山林地區(qū)，桿塔所處位置較高，不僅更容易受到雷擊的影響，而且其所處的電磁環(huán)境也更加復(fù)雜，在這種情況下，需要在線(xiàn)路桿塔橫擔(dān)兩側(cè)設(shè)置側(cè)向避雷針，能夠非常有效的預(yù)防繞擊過(guò)電壓。另外，需要將接地引下線(xiàn)與桿塔的接地體連接在一起，保證線(xiàn)路在遭受雷擊后，與避雷針連接的接地引下線(xiàn)能夠?qū)⒗纂婋娏饕氲酱蟮刂?，?shí)現(xiàn)對(duì)于線(xiàn)路和桿塔的保護(hù)。

2.3安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)

自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置可以在線(xiàn)路因故障跳開(kāi)后，按照實(shí)際需要自動(dòng)投入的一種保護(hù)裝置，可以有效提高供電的可靠性，增強(qiáng)線(xiàn)路的送電容量，提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。將其應(yīng)用于架空線(xiàn)路中，可以作為一種非常有效的防雷措施。不過(guò)，要想使得自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置的作用得到充分發(fā)揮，需要了解沿線(xiàn)雷擊狀況，對(duì)裝置進(jìn)行合理安裝和調(diào)試，確保其能夠在出現(xiàn)雷電閃絡(luò)后，自動(dòng)恢復(fù)供電。

2.4設(shè)置耦合地線(xiàn)

耦合地線(xiàn)的設(shè)置能夠最大限度地避免架空輸電線(xiàn)路出現(xiàn)雷擊跳閘的問(wèn)題，在實(shí)際施工中，需要首先明確架空輸電線(xiàn)路中容易出現(xiàn)雷擊跳閘問(wèn)題的位置，在此位置設(shè)置相應(yīng)的耦合地線(xiàn)，確保其能夠在線(xiàn)路運(yùn)行中發(fā)揮分流和耦合作用，減少輸電線(xiàn)路的接地電阻，降低過(guò)電壓，進(jìn)而提升架空輸電線(xiàn)路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

2.5降低桿塔接地電阻

無(wú)論是對(duì)于哪一等級(jí)的輸電線(xiàn)路，其耐雷水平都與接地電阻成反比關(guān)系，因此，通過(guò)降低接地電阻的方式，能夠有效提升線(xiàn)路的耐雷水平，預(yù)防雷擊危害。而想要降低桿塔接地電阻，比較常見(jiàn)的方式包括自然接地、人工接地、引外接地以及放射性接地等，需要線(xiàn)路施工人員結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇[2]。

3 架空輸電線(xiàn)路接地技術(shù)

接地技術(shù)主要是通過(guò)控制接地電阻的方式來(lái)提升線(xiàn)路的綜合防雷性能，其能夠比較準(zhǔn)確的反應(yīng)金屬接地電阻和散流電阻，前者是架空線(xiàn)路中電壓與沖擊電流共同作用的結(jié)果，后者則是雷電波形與幅值變動(dòng)所形成的，通過(guò)對(duì)金屬接地電阻和散流電阻的測(cè)量，能夠得到架空輸電線(xiàn)路的接地電阻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)架空輸電線(xiàn)路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1做好桿塔接地

在架空輸電線(xiàn)路中，桿塔自身的接地情況直接影響著線(xiàn)路整體的防雷性能，需要得到足夠的重視。為了盡可能減少線(xiàn)路遭受雷擊的概率，在對(duì)線(xiàn)路桿塔進(jìn)行接地設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該做好沿線(xiàn)環(huán)境以及氣候條件的調(diào)查工作，分析雷電活動(dòng)分布的區(qū)域以及雷擊發(fā)生的頻率，對(duì)輸電線(xiàn)路桿塔進(jìn)行合理布局和設(shè)置。不僅如此，還應(yīng)該對(duì)桿塔所處區(qū)域的土壤電阻率進(jìn)行測(cè)量分析，得到準(zhǔn)確的數(shù)值，為桿塔的接地設(shè)計(jì)提供可靠的參考依據(jù)。

3.2降低接地電阻

如果缺乏對(duì)線(xiàn)路接地電阻的有效控制，則不僅會(huì)影響線(xiàn)路的防雷水平，同時(shí)也會(huì)影響線(xiàn)路的正常運(yùn)行。對(duì)于技術(shù)人員而言，在對(duì)架空輸電線(xiàn)路進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重視接地電阻的控制。在實(shí)際施工中，主要是根據(jù)架空輸電線(xiàn)路所處區(qū)域的土壤電阻率，對(duì)接地方式進(jìn)行選擇，并以此為基礎(chǔ)，做好輸電線(xiàn)路的接地設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升線(xiàn)路的穩(wěn)定性和安全性。例如，在土壤電阻率較高的地區(qū)，可以設(shè)置垂直接地極，對(duì)干燥土壤環(huán)境下桿塔的接地不良問(wèn)題進(jìn)行改善。如果是水泥桿塔，垂直接地極與桿塔的距離為3m～5m，而如果是鐵塔，則應(yīng)該將距離延伸為5m～8m。

3.3使用降阻劑

在對(duì)架空輸電線(xiàn)路進(jìn)行接地設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該正確使用降阻劑。降阻劑是一種包含了多種成分的導(dǎo)電體，將其設(shè)置在接地體與土壤之間，一方面能夠與金屬接地體緊密連接在一起，提供足夠大的電流流通面，另一方面可以向周?chē)寥罎B透，降低土壤電阻率，進(jìn)而在接地體周?chē)纬梢粋€(gè)變化相對(duì)平緩的低電阻區(qū)域。降阻劑的使用，不僅能夠提高架空輸電線(xiàn)路的防雷水平，還可以減少接地體的施工量，節(jié)約金屬材料，具有長(zhǎng)效性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)。而在對(duì)降阻劑進(jìn)行使用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須了解架空輸電線(xiàn)路的接地情況，同時(shí)明確線(xiàn)路接地所要達(dá)到的目的，以確保降阻劑功能的充分發(fā)揮[3]。

4 結(jié)論

總而言之，雷擊對(duì)于架空輸電線(xiàn)路的影響和危害是非常巨大的，對(duì)于電力施工技術(shù)人員而言，應(yīng)該切實(shí)做好架空輸電線(xiàn)路的防雷與接地設(shè)計(jì)，結(jié)合線(xiàn)路所處區(qū)域的具體情況，采取合理有效的防雷技術(shù)和接地技術(shù)，控制線(xiàn)路的接地電阻，提升線(xiàn)路的防雷性能，保證架空輸電線(xiàn)路的運(yùn)行安全。

[1]張馮碩.架空輸電線(xiàn)路防雷與接地的設(shè)計(jì)探析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015，34（36）：12，15.

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

[3]溫柳新.架空輸電線(xiàn)路防雷與接地的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2011，10（8）：32-33.

TM7

A

1674-6708（2016）171-0225-02

余葉波，國(guó)網(wǎng)福建羅源縣供電有限公司。