輸配電線路接地電阻對防雷技術(shù)影響分析

韓曉偉

摘要：近些年我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人民生活水平日益提高，然而社會的發(fā)展離不開能源的消耗。鑒于我國基本國情與能源發(fā)展現(xiàn)狀，中國能源資源與負荷中心呈逆向分布，因而建成的高壓及超高壓線路輸送量大、跨度長，跨越地區(qū)大都氣候多變，地形復(fù)雜，對防雷技術(shù)有著很高的要求。2019年一、二季度，全國用電量3.398萬億千瓦時，同比增長5.0%，2019年7月中東部地區(qū)用電更是連創(chuàng)新高，持續(xù)增長的高負荷與季節(jié)性雷暴天氣影響，給電網(wǎng)運行維護帶來了極大挑戰(zhàn)。為盡可能消除雷電給輸配電線路帶來的負面影響，除了預(yù)先在桿塔裝設(shè)避雷線負角運行外，還可以設(shè)置線路避雷器限制過電壓，安裝接閃器承載直擊雷放電，通過技術(shù)手段盡可能減小接地電阻等。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);接地電阻;防雷技術(shù)

引言

電能作為重要的二次能源，在國民生活中占有舉足輕重的地位。輸電線路作為電能傳輸?shù)耐ǖ?，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，然而也是電力系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。由于輸電線路分布區(qū)域廣，絕大多數(shù)處于室外，經(jīng)常處于大風(fēng)、暴雨、雷電以及各種不確定因素的環(huán)境下，從而給電力系統(tǒng)的運行造成威脅。雷電作為常見的自然現(xiàn)象，是導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)故障的重要因素。由于雷擊引起輸電線路的過電壓可達到幾百萬伏，這一過電壓也稱為外部過電壓或者大氣過電壓，如果這一大氣過電壓在系統(tǒng)內(nèi)傳播，就會給系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的絕緣帶來極大威脅。加強防雷接地設(shè)計和設(shè)備維護，可以減少或防止此類問題的發(fā)生。

1輸電線路受到雷擊的形式

輸電線路雷擊形式主要分為以下幾種：第一，雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)分成靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)，雷電流可以在其周圍空間形成較大磁場，該磁場四周導(dǎo)體會產(chǎn)生特別高的電壓，容易出現(xiàn)二次放電現(xiàn)象，破壞周圍電氣設(shè)備。第二，球形雷。此種雷擊形式比較罕見，根據(jù)研究資料得知，球形雷能夠通過門窗進入到房屋內(nèi)部，對居民的生命安全產(chǎn)生較大威脅[1]。第三，直擊雷。一旦發(fā)生直擊雷現(xiàn)象，在短時間內(nèi)會產(chǎn)生特別大的雷電電流，電流侵入到地表，與雷擊區(qū)域相接觸的金屬設(shè)備，會產(chǎn)生較大的對地電壓，進而引發(fā)大規(guī)模的觸電事故。

2降低接地電阻的主要措施

2.1垂直接地體降阻手段

降低接地電阻的主要措施之一是垂直接地體降阻手段。在裝設(shè)接地網(wǎng)時，由于不同土質(zhì)其電阻率不同，同一土質(zhì)因濕度與溫度變化其電阻率也存在著差異，此外，還應(yīng)考慮地形地貌、可裝設(shè)面積等因素。對于含水量豐富或因其他元素導(dǎo)致土壤電阻率較低的地區(qū)，應(yīng)該充分考慮架設(shè)垂直接地體的必要性，與此同時，若因面積受限導(dǎo)致水平接地體無法達到預(yù)期的降阻效果，也應(yīng)考慮垂直接地體的可行性。但這并不意味著垂直接地體的數(shù)量越多，深度越深，降阻效果越好。若單位面積內(nèi)垂直接地體裝設(shè)數(shù)量過多，降阻率將趨于飽和，其深度也應(yīng)視實際地形土壤情況而定。（1）使用降阻劑降阻。降阻劑是一種導(dǎo)電性良好的材料，將其灌注于接地體周圍，可在滲透周邊土壤后利用自身導(dǎo)電性良好的特性同步降低土壤電阻率，達到減小接地電阻的效果。此外，通過連接接地體與導(dǎo)電性得以改善的土壤，達到擴大散流面積的目的。此法適用于小型接地網(wǎng)或集中型接地網(wǎng)。（2）運用降阻模塊。由于降阻劑可能污染、腐蝕接地體，分布不均還會導(dǎo)致降阻效果不及預(yù)期等問題，故仍需通過其他方法得到進一步改善。降阻模塊就是一種新解決方法，降阻模塊是加入膠黏劑后通過物理方法將降阻劑與接地模塊整合，由電導(dǎo)率高的金屬引線將主地網(wǎng)與降阻模塊結(jié)合起來，達到更為穩(wěn)定的降阻效果。（3）爆破接地技術(shù)。通過局部小規(guī)模爆破將土壤電阻率較高或巖石較多的地下空間騰出縫隙，再將低電阻率材料通過灌注填充縫隙，從而通過縫隙間的低電阻率材料將接地網(wǎng)與電阻率較低的土壤層或水層等形成接觸，擴大了接地網(wǎng)的散流面積，有效降低了接地網(wǎng)電阻。

2.2采用合適的防雷接地裝置

降低接地電阻的主要措施之二是采用合適的防雷接地裝置。接地電阻是防雷措施中一個重要的參數(shù)，在防雷設(shè)計中具有重要意義。各種防雷設(shè)備要配備合適的接地裝置才能達到降低過電壓的目的，所以接地裝置在防防雷中尤為關(guān)鍵。防雷接地是一種常見的接地裝置，使接地電阻減小則可以增加輸電線路的耐雷水平。如果接地電阻阻值過大，線路遭受雷電襲擊時，桿塔頂端的電位將會隨接地電阻值的增大而升高。過高的電位將使絕緣子發(fā)生擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障;反之降低線路接地電阻則將降低桿塔頂端電位，對輸電線路絕緣有一定的好處。輸電線路大多處于室外有著錯綜復(fù)雜的地理環(huán)境，受環(huán)境的影響使得接地電阻大不相同。所以不同的環(huán)境與不同的接地體相對應(yīng)，通過導(dǎo)線將接地體與避雷線相連接，埋藏在大地中的接地體大多采用扁形或圓形鋼;由于有些環(huán)境中巖石的土壤電阻率較高，為了減小接地電阻有時需要加大接地體的尺寸。在高電壓等級輸電線路當中可采用增大接地網(wǎng)面積，接地網(wǎng)的電容與其面積成正比，電容值越大對應(yīng)的電阻值將會越小;增加垂直接地體同樣是利用電容增加的原理降低基地電阻。

2.3應(yīng)用不平衡絕緣防雷方式

降低接地電阻的主要措施之三是應(yīng)用不平衡絕緣防雷方式。最近幾年，我國電力企業(yè)在政府部門的大力倡導(dǎo)下，正在積極努力地進行高壓輸電線路、特高壓輸電線路的建設(shè)活動，其最終目的就在于提升電力企業(yè)的整體供電效率以及供電質(zhì)量。在這種情況下，雙回路電線架設(shè)電線的方式應(yīng)用頻率正在逐年提升。該種電線架設(shè)方式不僅可以極大地降低線路的占地面積，同時，還可以降低電線架設(shè)成本，但是在該種架設(shè)方式下，相關(guān)技術(shù)人員需要應(yīng)對雷擊導(dǎo)致大范圍停電的問題。在這種情況下，差異化防雷技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為必要，而不平衡絕緣防雷方式屬于差異化防雷技術(shù)的一種。該種技術(shù)主要指的就是在2個線路回路之間設(shè)置數(shù)量不等的絕緣子，當線路出現(xiàn)雷擊問題之后，存在絕緣子數(shù)量相對較少的線路就會最先出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，當閃絡(luò)現(xiàn)象出現(xiàn)之后，可以有效提升另外一個回路電線的耦合性，進而提升輸電線路的抗雷擊能力。值得注意的是，相關(guān)的管理人員在實際應(yīng)用該種方法的過程中必須要不斷地強化對于各個線路的安全維護頻率，制定出具有較強針對性的定期維護方案，并依照方案嚴密的審查各個輸電線路段的磨損程度情況以及絕緣層絕緣子數(shù)量流失信息，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時進行處理，避免問題擴大化，同時還要嚴格的依照線路原件的使用年限規(guī)定對其進行更換處理，以此來降低雷擊問題出現(xiàn)對輸電線路造成的不利影響程度。

結(jié)語

總之，通過對輸電線路防雷設(shè)計要點和運維方式進行多角度分析，例如調(diào)整接地裝置、合理設(shè)置絕緣避雷線、安裝線路避雷器、科學(xué)選擇輸電線路檢修模式、制定完善的輸電線路檢修保養(yǎng)制度等，可以保證輸電線路防雷設(shè)計方案得到更好實施，真正達到提升輸電線路運維水平的目標。

參考文獻

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