降低龍敖線雷擊引起的跳閘率

李 過

（供電公司龍南工區(qū)線路一隊(duì)，黑龍江 大慶 163453）

0 引 言

供電公司龍南工區(qū)負(fù)責(zé)巡視維護(hù)的輸電線路2 152 km，其中35 kV輸電線路1 496 km，110 kV輸電線路656 km。35 kV龍敖線是負(fù)責(zé)連接龍一聯(lián)變電所和敖一聯(lián)變電所的輸電線路，擔(dān)負(fù)著九廠地區(qū)及敖古拉地區(qū)采油井和用戶的用電任務(wù)。若輸電線路遭受雷擊，不但可能造成絕緣子閃絡(luò)、導(dǎo)地線斷線，還可能沿輸電線路傳入變電站，威脅變電站內(nèi)的電氣設(shè)備，甚至造成九廠地區(qū)及敖古拉地區(qū)采油井及用戶停止供電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。2010—2015年，35 kV龍敖線均發(fā)生過雷擊跳閘，若能降低35 kV龍敖線雷擊引起的跳閘率，可保證輸電線路非計(jì)劃停運(yùn)率目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 龍敖線地理信息、接地情況調(diào)查分析

對35 kV龍敖線按地理信息、接地電阻值進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

表1 35 kV龍敖線地理信息調(diào)查表

從表1可以看出，35 kV龍敖線地理環(huán)境以砂土地為主。下面將進(jìn)一步對35 kV龍敖線全線接地電阻值進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2所示。

表2 35 kV龍敖線接地電阻值調(diào)查表

可以發(fā)現(xiàn)，35 kV龍敖線有59.64%桿塔地處砂土地（高土壤電阻率地區(qū)），有86.14%的桿塔接地電阻值不合格。由以上調(diào)查結(jié)果進(jìn)一步討論，查找出35 kV龍敖線雷擊引起的輸電線路跳閘率高的主要原因?yàn)椋航拥卦O(shè)施未做防盜、接地設(shè)施未做防腐及避雷器數(shù)量不足。

2 石墨型接地極新技術(shù)引用

2.1 石墨型接地極降阻原理

在組成方面，非金屬低電阻石墨接地極的主要組成物質(zhì)為導(dǎo)電性、穩(wěn)定性較好的電解物質(zhì)與非金屬礦物質(zhì)。它是一種以非金屬材料為主要構(gòu)成物質(zhì)的接地體。由于它有效增大了接地體散流面積，減小了與土壤間的接觸電阻，具備較強(qiáng)的吸濕保濕能力，降低了與接地體接觸的土壤的電阻率，增加了介電常數(shù)，減小了接觸電阻，增強(qiáng)了耐腐蝕性，因此使用壽命較長且接地電阻較小。

對于輸電線路桿塔的接地裝置而言，它的主要作用是泄放雷電流。當(dāng)出現(xiàn)雷擊塔頂時(shí)，雷電流會首先通過接地裝置流入大地。由于接地裝置內(nèi)接地電阻的作用，雷電流在其上的壓降會使得桿塔頂部的電位升高。當(dāng)電位的值達(dá)到一定程度時(shí)，會造成線路內(nèi)的絕緣子串被擊穿并導(dǎo)致跳閘。為了有效降低線路雷擊跳閘率，將桿塔的接地電阻降低是主要措施之一。通常情況下，桿塔接地體采用的材料是扁鐵或者是園鋼，并采取放射形進(jìn)行敷設(shè)。對于高土壤電阻率地區(qū)，該方法不適用。盡管采用敷設(shè)一定長度的放射形接地體理論上能夠?qū)U塔的工頻接地電阻調(diào)整到符合要求的值，但是由于其沖擊系數(shù)可能大于1，即沖擊接地電阻不能夠滿足要求，且該種接地體容易發(fā)生銹蝕與偷盜情況。石墨具有較低的電阻率（小于1 Ω·m)，因此通過添加金屬氧化物，能夠使得模塊的雷電流導(dǎo)通性更佳。對于用于防雷的接地裝置，需要采用集中接地的方式。在采用石墨接地極進(jìn)行桿塔接地裝置的敷設(shè)過程中，通常需要將一圈降阻模塊埋于桿塔周圍，即為集中接地方式。通過采用該接地方式，能夠有效增大與土壤間的接觸面積（長方形石墨接地極的尺寸為500 mm×400 mm×50 mm，總計(jì)40塊石墨接地極，與土壤的接觸面積則相當(dāng)于573 mΦ10 mm圓鋼與土壤間的接觸面積），有效增大接地體的散流面積，并可同時(shí)將接地體與土壤間的接觸電阻減小，使得雷電流能夠成功通過接地裝置流入大地，表3為石墨型接地電阻值計(jì)算表。

表3 石墨型接地電阻值計(jì)算表

2.2 石墨型接地極優(yōu)點(diǎn)

（1）具備較好的降阻性能，相較于相同面積的金屬材料，在相同條件下，石墨型接地極能夠?qū)⒔拥仉娮杞档图s25%，對于高土壤電阻率效果更佳。

（2）石墨接地極的導(dǎo)電介質(zhì)采用的是非金屬導(dǎo)電材料，其穩(wěn)定性較好，且導(dǎo)電性能不會受季節(jié)的影響。

（3）具備良好的接觸性能，與各類巖石與土壤均能實(shí)現(xiàn)正常接觸，從而能夠有效降低接觸電阻。

（4）具備較好的保濕與吸濕效果，接觸電阻較小，并且受季節(jié)天氣變化的影響較小。

（5）在石墨接地極內(nèi)部，將石墨作為載體，并加入了凝固劑、保水劑等化學(xué)作用物質(zhì)，因此使得石墨接地極與土壤間接觸面積成倍數(shù)增加，同時(shí)大大降低了土壤的散流電阻。

（6）離子通過耗散可以通往距離較遠(yuǎn)的土壤區(qū)域內(nèi)，通過與電阻率較低的土壤區(qū)域相連，可以通過其土壤層、金屬礦物質(zhì)層以及地下水層實(shí)現(xiàn)散流的改善。

（7）石墨接地極呈弱堿性，pH值約為11，通過加入防腐劑，能夠使其理論使用壽命延長到30年以上，而該壽命值大大超過了鍍鋅鋼材的使用壽命。

（8）經(jīng)過多次雷擊大電流后，石墨接地極的電阻值不會增大也不會出現(xiàn)變硬、變脆情況，不會存在斷裂現(xiàn)象。

（9）石墨接地極采用埋設(shè)的方式，可以大大減小施工難度。

（10）石墨接地極內(nèi)最基礎(chǔ)的組成物質(zhì)為石墨。因?yàn)槭珜儆谔碱愇镔|(zhì)，所以不會對環(huán)境造成污染。

2.3 石墨型接地極經(jīng)濟(jì)性

石墨接地極的外形為固體的圓棒形或者長方形，因此現(xiàn)場施工難度相對較低。相較于其他降阻材料或者方式，盡管石墨接地極的一次性投資較大，但是仍具有較高的經(jīng)濟(jì)性。石墨接地極的耐腐蝕性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、防盜性高以及基本無需維護(hù)，因此可以實(shí)現(xiàn)長期性的正常工作。綜上所述，在將雷擊跳閘率有效降低的措施中，采用線路桿塔接地電阻方式具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

3 針對龍敖線雷擊引起跳閘率高采取的措施

3.1 針對接地設(shè)施未做防盜采取措施

對巡視中發(fā)現(xiàn)丟失的接地極進(jìn)行補(bǔ)打，并使用防盜螺絲進(jìn)行連接。由于接地設(shè)施本身鋼鐵的特質(zhì)，重復(fù)丟失的現(xiàn)象仍存在。將接地極改造為石墨型接地降阻模塊，石墨被偷盜沒有利用價(jià)值，因而降低了接地設(shè)施重復(fù)被盜次數(shù)。根據(jù)DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》[1]要求，供電公司龍南工區(qū)線路一隊(duì)共計(jì)督促補(bǔ)打接地極138根，安裝防盜螺絲218處，更改石墨型接地降阻模塊共計(jì)97基。已處理的接地設(shè)施全部緊固到位，使用非專業(yè)工具無法拆除接地設(shè)施。

3.2 針對接地設(shè)施未做防腐采取措施

挖開接地裝置檢查接地體腐蝕情況，接地體普遍腐蝕嚴(yán)重。對腐蝕較輕的接地體將地面至地下0.6 m接地引線及焊接處進(jìn)行除銹，并使用防腐漆和瀝青做了防腐處理。對腐蝕嚴(yán)重的接地體進(jìn)行改造，更換為石墨型接地降阻模塊。因石墨的惰性其具有不易腐蝕的特點(diǎn)，在砂土地地區(qū)防腐效果良好。根據(jù)DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》要求，供電公司龍南工區(qū)線路一隊(duì)共計(jì)督促完成接地體防腐23處，更換為石墨型接地降阻模塊共計(jì)53基，處理后的接地設(shè)施沒有發(fā)現(xiàn)銹蝕情況。

3.3 針對避雷器數(shù)量不足采取措施

對35 kV龍敖線高崗地區(qū)及發(fā)生過雷擊跳閘的桿塔，上報(bào)供電公司技改計(jì)劃增加避雷器數(shù)量，對35 kV龍敖線116#、118#、120#、122#、124#、128#各安裝一組氧化鋅避雷器。根據(jù)《架空送電線路運(yùn)行規(guī)程》[2]要求，安裝氧化鋅避雷器6組。安裝后的桿塔未發(fā)生雷擊跳閘現(xiàn)象。

綜上所述，供電公司龍南工區(qū)線路一隊(duì)共計(jì)督促補(bǔ)打接地極138根，安裝防盜螺絲218處，完成接地體防腐23處，安裝氧化鋅避雷器6組，更改為石墨型接地降阻模塊共計(jì)160基。35 kV龍敖線雷擊引起的輸電線路跳閘率為0次百公里/年。

4 結(jié) 論

通過討論查找出影響35 kV龍敖線雷擊引起輸電線路跳閘率高的原因，并采取措施，降低35 kV龍敖線雷擊引起的跳閘率，保證了輸電線路的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

[1] 杜澎春.DL/T621-1997交流電氣裝置的接地[S].中華人民共和國電力工業(yè)部，1997：29-30.

[2] 易 輝，陳 騰.DL/T741-2001架空送電線路運(yùn)行規(guī)程[S].中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會，2001：14-15.