220kV高壓輸電線路的防雷接地技術(shù)研究

史雪峰

摘要：隨著用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，為減少線路因產(chǎn)生過電壓而造成的跳閘事故，當(dāng)遇到操作過電壓或雷擊過電壓時(shí)，線路上可以選擇安裝防過電壓裝置（避雷器）來(lái)有效地釋放操作或雷擊電流，利用帶電作業(yè)法解決、排除線路避雷器的運(yùn)行故障，能提高線路供電的安全可靠性。所以對(duì)220kV輸電線路的防雷接地技術(shù)進(jìn)行研究具有很高的必要性和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：220kV;輸電線路;防雷接地技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高，片區(qū)停電或者短時(shí)的停電都將對(duì)用戶造成嚴(yán)重?fù)p失，而且，從企業(yè)自身利益來(lái)說，不穩(wěn)定的供電后果會(huì)減少供電量，降低供電效益。不停電作業(yè)是一種極為有效的解決方法，能大幅度提高供電的可靠率，同時(shí)也最大程度上減少了停電時(shí)間，降低用戶用電影響，實(shí)現(xiàn)了供電企業(yè)和用戶的雙贏。帶電作業(yè)的實(shí)施，能及時(shí)排除處理缺陷，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

1雷電對(duì)輸電線路的危害

雷電是一種自然現(xiàn)象，通常發(fā)生在雷雨季節(jié)，根據(jù)我國(guó)的季節(jié)特點(diǎn)，夏季最容易發(fā)生雷擊事故。眾所周知，雷電很容易發(fā)生在高層建筑或建筑物的頂部。事實(shí)上，輸電線路經(jīng)常被雷電損壞。雷電對(duì)輸電線路的破壞主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，當(dāng)雷電擊中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的高熱效應(yīng)。當(dāng)雷電擊中導(dǎo)地線時(shí)，它會(huì)瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大電流，這個(gè)高電流值會(huì)將導(dǎo)地線的溫度提升到非常高的值。當(dāng)?shù)竭_(dá)導(dǎo)地線金屬材料熔點(diǎn)，輸電線路中的金屬線會(huì)熔化，甚至導(dǎo)致斷線甚至輸電線路倒塔，對(duì)輸電線路產(chǎn)生致命破壞，對(duì)電力系統(tǒng)造成極大經(jīng)濟(jì)損失。第二，雷電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生高壓效應(yīng)。雷電的電壓可達(dá)數(shù)十萬(wàn)伏以上。當(dāng)輸電線路上發(fā)生雷擊時(shí)，這類高壓產(chǎn)生的高電流會(huì)直接導(dǎo)致輸電線路短路、跳閘甚至燒毀變壓器，對(duì)電氣設(shè)備造成不可逆損毀，嚴(yán)重時(shí)，可能引起火災(zāi)甚至爆炸，威脅生命和財(cái)產(chǎn)安全。第三，雷電現(xiàn)象的發(fā)生是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。這些電磁感應(yīng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)地線形成電磁場(chǎng)，間接導(dǎo)致傳輸電流的增加。具有高熱效應(yīng)，會(huì)對(duì)輸電線路造成不可彌補(bǔ)的損害。因此，在輸電線路中應(yīng)用防雷技術(shù)是非常必要的。

2電力系統(tǒng)220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)要點(diǎn)分析

220kV的輸電線路在與更高電壓等級(jí)輸電線路交叉時(shí)（220kV的輸電線路長(zhǎng)度一般小于更高電壓等級(jí)的輸電線路），高電壓等級(jí)的輸電線路從遠(yuǎn)方可能帶來(lái)雷電。當(dāng)面臨更高電壓等級(jí)的輸電線路被閃電傳輸?shù)?20kV的輸電線路的情況，則220kV輸電線路的防雷設(shè)計(jì)的缺陷將暴露出來(lái)，容易受到雷擊和損壞。以下措施可顯著增強(qiáng)220kV輸電線路防雷水平。

2.1避雷針的安裝

在220kV高壓輸電線路中，避雷針是一種重要的避雷工具，直接影響到避雷效果。當(dāng)雷云和地面保持一定高度（即發(fā)生雷擊）時(shí)，避雷針首先要主動(dòng)監(jiān)測(cè)先導(dǎo)放電情況，然后避雷器可以直接改變雷云引流通道產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，將活躍電（屬于雷電）引到避雷針設(shè)備中。在接收器中，主動(dòng)電（屬于避雷針）被帶入避雷針裝置，通過避雷針的無(wú)害傳輸減少雷擊對(duì)導(dǎo)地線造成的損害。

2.2避雷線的布置

避雷線是220kV輸電線路的經(jīng)典避雷措施之一，其主要作用是逃避輸電線路的閃電攻擊，保護(hù)輸電線路的安全，以實(shí)現(xiàn)220kV高壓輸電線路的防雷，另外避雷線可以改道以減少塔內(nèi)的電流。

2.3接地極安裝

如果在建造220kV輸電線路時(shí)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的土壤電阻率非常好，建議安裝垂直極，以增強(qiáng)輸電線路的防雷效果。一般來(lái)說，地面的深度是0.5米，當(dāng)然，不同地區(qū)需要計(jì)算具體的安裝深度。如果該地區(qū)的土壤電阻率非常差，可考慮水平輻射接地極，使接地電阻滿足設(shè)計(jì)要求。如若塔位現(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)施水平接地的敷設(shè)，則可以選擇新型接地材料（如石墨烯），使接地電阻達(dá)到可靠水平。

3電力系統(tǒng)220kV高壓輸電線路防雷的有效對(duì)策

3.1開展接地巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題

避雷器和正常地線的良好性能有利于保證220kV高壓輸電線路的平穩(wěn)運(yùn)行。供電部門應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查220kV高壓輸電線路防雷設(shè)備的地面巡檢，記錄輸電線路運(yùn)行情況，確定預(yù)防要點(diǎn)，以確保雷雨季節(jié)電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行。

夏季天氣波動(dòng)大，對(duì)流天氣頻繁，常有雷陣雨，供電部門應(yīng)首先根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)、防雷措施和工作計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，積極對(duì)以往發(fā)生的爆炸線路和電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)可能發(fā)生雷擊的區(qū)域、線路和設(shè)備進(jìn)行搜索，完善電網(wǎng)閃電圖，并確定具體的防雷方案。穩(wěn)定電網(wǎng)防雷屏障，提高電網(wǎng)和設(shè)備檢測(cè)頻率，將特殊天氣特訓(xùn)的工作制度落實(shí)到位，并以“巡檢結(jié)合”為基本原則，全面測(cè)試各級(jí)變電站和220kV高壓輸電線路的線路防雷基礎(chǔ)設(shè)施。主要檢測(cè)設(shè)備和地面網(wǎng)絡(luò)、架空地線和地面設(shè)備、地面本體的腐蝕程度等。一旦供電部門監(jiān)測(cè)到接地設(shè)備發(fā)生銹蝕、引下線與設(shè)備連接點(diǎn)松動(dòng)等問題，必須在第一時(shí)間內(nèi)加以矯正，以避免閃電對(duì)設(shè)備造成破壞，保障設(shè)備在雷雨季節(jié)仍然能夠正常釋放雷電流。供電部門必須對(duì)線路防雷設(shè)施和線路通道進(jìn)行全面檢查和清理，必須更換損壞的避雷器、瓷瓶、不符合參數(shù)的接地設(shè)備、接地體。對(duì)于不符合要求的地面線路，供電部門將對(duì)其進(jìn)行重植，這將有助于電網(wǎng)更好地防御的防雷和災(zāi)害。

此外，供電部門必須定期檢查，掌握檢查重點(diǎn)，確保防洪工作的完整性。例如，應(yīng)優(yōu)先核查小河流流域、城市地區(qū)、水庫(kù)和容易發(fā)生山崩的山區(qū)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)防，以避免二次災(zāi)害。要檢查的領(lǐng)域包括政府、電視臺(tái)、交通樞紐、醫(yī)院和其他客戶線路，以及防止地區(qū)電網(wǎng)洪水的努力。同時(shí)有必要加固部分地區(qū)部分變電所的墻體，并經(jīng)常對(duì)墻體外的山坡和排水溝進(jìn)行檢查。如果發(fā)現(xiàn)問題，必須在第一時(shí)間進(jìn)行分類和處理。轄區(qū)內(nèi)的山區(qū)面積、區(qū)域、氣候條件等因素考慮在內(nèi)，以電網(wǎng)閃電圖為標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真查找電網(wǎng)抗雷薄弱環(huán)節(jié)，并設(shè)置了一個(gè)特殊的天氣巡邏系統(tǒng)。并積極改造適合避雷的輸電線路，通過降低地面電阻、加強(qiáng)絕緣、安裝避雷器等措施，確保夏季電網(wǎng)處于安全狀態(tài)。此外，要主動(dòng)和氣象局保持聯(lián)系，及時(shí)獲取最新天氣信息，加強(qiáng)雷暴天氣的預(yù)防和監(jiān)測(cè)。同時(shí)，要通過上門訪問，定期對(duì)重要客戶和特殊客戶進(jìn)行防雷、防雷知識(shí)的普及和宣傳，最大限度地減少夏季雷電災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)安全的影響。

3.2加強(qiáng)接地測(cè)試，提升耐雷水平

供電部門要緊緊圍繞220kV高壓輸電力線路實(shí)行雷擊保護(hù)，統(tǒng)一部署，精心安排，穩(wěn)步做好電網(wǎng)防雷、防洪、抗旱等工作。同時(shí)測(cè)試防雷接地的效果，保持防雷穩(wěn)定。以配電網(wǎng)為目標(biāo)，防止雷擊接地，通過安裝氧化鋅避雷器、安裝放電間隙、改造不符合要求的接地電阻、更換瓷瓶絕緣體，不斷提高線路的防雷水平。實(shí)施防雷整治工程，以防止雷擊試驗(yàn)方法，提高區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

3.3合理運(yùn)用不平衡的絕緣方式

不平衡的絕緣方式具有很多的優(yōu)點(diǎn)，首先不平衡的絕緣方式經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，其次，這種不平衡的絕緣方式操作起來(lái)簡(jiǎn)便，可以有效的增強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣水平，進(jìn)而在一定程度上提高高壓輸電線路的耐雷水平。在高壓輸電線路運(yùn)行時(shí)，一般線路出現(xiàn)跳閘的概率要明顯低于一些高塔桿的高壓輸電線路。為了有效的避免雷擊事故所造成跳閘現(xiàn)象，線路設(shè)計(jì)時(shí)首先可以考慮將高塔導(dǎo)線與避雷線之間的距離適當(dāng)?shù)募哟?，其次，可以適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)量，從而在根本上提高高壓輸電線路的絕緣性能?，F(xiàn)階段我國(guó)在高壓輸電線路的防雷措施上提倡使用不平衡的絕緣方式，將不同回路絕緣效果的差值設(shè)置成相應(yīng)的電壓峰值，在遇到雷擊事故時(shí)，絕緣子串?dāng)?shù)量較少的回路中就會(huì)事先發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，這樣地線就成為了雷擊事故發(fā)生時(shí)閃絡(luò)后的導(dǎo)線，從而有效的提高高壓輸電線路的耐雷水平，保障供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，在輸電線路防雷工作中應(yīng)用線路型避雷器，應(yīng)首先確保所選取安裝地點(diǎn)的合理性，以期能夠在實(shí)現(xiàn)高效化防雷的同時(shí)，降低對(duì)資源的耗損量。同時(shí)還要能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w現(xiàn)狀情況按照雷擊方式與輸電線路建設(shè)形式，來(lái)促進(jìn)對(duì)線路型避雷器的合理建設(shè)，并最終達(dá)到良好的防雷效果。另外，還要加強(qiáng)避雷器和絕緣子串的密切配合，從而提升其整體防雷效果。

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