220kV輸電線路接地項目技術(shù)研究

李清平

摘要：220kV高壓輸電線路防雷接地是確保電網(wǎng)穩(wěn)定性、減少電網(wǎng)故障、提升電網(wǎng)效益的必然要求。對此，各單位要竭力做好防雷接地相關(guān)工作，確保電網(wǎng)運行更加可靠。

關(guān)鍵詞：220kV高壓;輸電線路;接地項目;技術(shù)研究

引言

由于土地資源緊張，我國大多高壓輸電線路建在郊區(qū)或者深山，這些地區(qū)也正是雷電活動頻繁地帶。高壓輸電線路遭受雷擊會發(fā)生過電壓，致使線路跳閘，影響電力系統(tǒng)供電可靠性。因此，有必要對線路采取防雷措施。為了保證高壓輸電線路的防雷效果，一方面，應(yīng)根據(jù)線路所處的環(huán)境，積極在線路上加裝防雷裝置，采用防雷措施。另一方面，加強(qiáng)輸電線路維護(hù)和巡檢工作，定期開展防雷設(shè)施檢查和維護(hù)工作，確保防雷設(shè)施無故障。

1.220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)

1.1.架設(shè)藕合地線

架設(shè)藕合地線其實就是在桿塔上方增設(shè)一條接地導(dǎo)線，它不僅可以使導(dǎo)線和地線之間的耦合作用增加，將絕緣子串上的沖擊電壓大部分轉(zhuǎn)移到導(dǎo)線上，還可以使雷擊電流更多地分流到鄰近桿塔，降低桿塔電位，從而提高輸電線路的耐雷水平，降低雷電反擊跳閘概率。

1.2.安裝避雷器

在輸電線路上安裝避雷器，將避雷器與線路絕緣子串并聯(lián)，可以有效預(yù)防絕緣子發(fā)生沖擊閃絡(luò)的現(xiàn)象，從而提高線路的反擊耐雷水平。當(dāng)雷電流經(jīng)過桿塔時，避雷器動作使得大部分雷電流不直接經(jīng)過絕緣子，而是通過避雷器流入導(dǎo)線，這時，桿塔和導(dǎo)線的電位差減小，避免絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)，從而對輸電線路起到很好的防雷功效。

1.3.安裝避雷針

避雷針是220kV高壓輸電線路上應(yīng)用最廣泛的防雷工具，它直接改變雷云先導(dǎo)放電通道的電場方向，將雷電引入避雷針，減少線路雷擊次數(shù)，從而降低雷擊跳閘概率。雖然避雷針能對線路起到一定的雷擊保護(hù)效果，但是它的保護(hù)范圍有限，所以，還要根據(jù)線路自身所處的環(huán)境，適當(dāng)采取其他的防雷措施。

1.4.降低桿塔接地電阻

高壓輸電線路防雷的主要做法是通過降低桿塔高度來降低桿塔接地電阻，使得雷擊時絕緣子承受的電位降低，避免線路絕緣損壞。但是通過降低桿塔高度來降低桿塔接地電阻會受土壤電阻率的影響，它只適用于土壤電阻率較低的地區(qū)，對于土壤電阻率較高的地區(qū)就必須通過其他的方法來降低接地電阻，工程上一般采用降阻劑或延長接地極。

1.5.安裝自動重合閘裝置

通常在高壓輸電線路上安裝自動重合閘裝置，當(dāng)雷擊閃電造成線路跳閘后，線路自動重合一次，當(dāng)發(fā)生瞬時性故障時自動恢復(fù)輸電線路正常供電，減少線路停電時間。但是此時也不能掉以輕心，應(yīng)結(jié)合巡視加強(qiáng)輸電線路檢查，避免留下安全隱患。

2.220kV高壓輸電線路防雷接地措施的制定

2.1.某電網(wǎng)基本情況

某電網(wǎng)水電資源較為豐富，但小水電大部分為徑流式電站。截至2021年1月，某電網(wǎng)共有220kV變電站4座，110kV變電站18座，35kV變電站5座。為理順某電網(wǎng)，建設(shè)堅強(qiáng)、合理的電網(wǎng)架構(gòu)，滿足某地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，需在2021年建成220kV變電站。

2.2.雷電活動情況

本工程所經(jīng)地區(qū)因雷擊而造成的停電事故頻率較高，根據(jù)2020年某電網(wǎng)雷電密度分布圖，沿線所經(jīng)地區(qū)均處于Ⅲ級強(qiáng)雷區(qū)，年平均雷暴日取75日。

2.3.防雷措施

根據(jù)2021年某電網(wǎng)雷電密度分布圖，沿線所經(jīng)地區(qū)均處于Ⅲ級強(qiáng)雷區(qū)和Ⅳ超強(qiáng)雷區(qū)，雷電活動頻繁，經(jīng)氣象資料收集，其年平均雷暴日達(dá)到75日，因此提高本工程線路的耐雷水平，直接關(guān)系線路的安全運行。本工程為提高輸電線路的防雷水平，在線路全線架設(shè)雙避雷線作為防雷保護(hù)，兩地線水平排列。桿塔地線還采用“0”保護(hù)角，即桿塔地線對最外側(cè)導(dǎo)線的保護(hù)角≤0°，且滿足兩根地線的距離不超過地線與導(dǎo)線之間的垂直距離的5倍。最后，還根據(jù)工程所在山區(qū)線路的地形地貌情況，在雷電易擊區(qū)采取降低桿塔接地電阻或架設(shè)耦合地線，以有效改進(jìn)導(dǎo)地線之間的耦合系數(shù)，降低塔頂電位，從而提高線路的耐雷水平。

2.4.接地措施

2.4.1.加裝桿塔接地裝置

為保證輸電線路良好接地，本工程全線鐵塔逐基接地，接地形式主要采用深埋復(fù)合接地裝置，對部分位于居民區(qū)和水田的桿塔擬采用方環(huán)四射線水平園形接地裝置，以提高接地裝置的均壓性。在接地體材料選擇上也十分慎重，通過多種材料的對比分析，最終接地體采用φ10圓鋼，接地引下線采用40×4鍍鋅扁鋼。接地裝置安裝后，應(yīng)進(jìn)行接地電阻測試試驗，且接地電阻應(yīng)符合現(xiàn)有規(guī)程的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)，每基鐵塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時不超過土壤電阻率與接地電阻關(guān)系表所列數(shù)值，具體如表1所示。

根據(jù)以上要求及本工程防雷要求，在變電站進(jìn)出線2km內(nèi)接地阻值不大于10Ω，其余地段接地電阻也按不大于10Ω設(shè)計，對個別塔位高土壤電阻率地區(qū)按不大于15Ω要求設(shè)計，如接地電阻很難降到15Ω以下時，將采用延長接地體射線設(shè)計，直到滿足要求為止。對于高土壤電阻率地區(qū)，采用接地模塊降低接地電阻，如在桿塔放射形接地帶100m的范圍內(nèi)有土壤電阻率較低的地帶，則采用外引接地裝置措施。

2.4.2.降阻的主要措施

（1）在工程材料方面，接地引下線上加裝40×4鍍鋅扁鋼，每基桿塔配置4條接地引下線，每條引下線長度約為2.5m，而非采用熱鍍鋅防腐φ12圓鋼。φ12鍍鋅圓鋼雖然單重輕，市場價低，但是圓鋼不能與鐵塔直接連接，連接點需補(bǔ)焊一塊扁鐵，且與多條接地體連接時，不易于多次焊接，長期運行易引起脫落。但是扁鐵與鐵塔接地孔連接方便，加工制作程序簡單，與多條接地體連接時，有易于焊接，而且與鐵塔接觸面積大，可以保證泄流的熱穩(wěn)定。

（2）在施工技術(shù)方面，采用深埋復(fù)合接地裝置。本工程除高土壤電阻率地區(qū)、耕地水田外，均采用深埋復(fù)合接地裝置，此裝置采用8條φ10圓鋼淺埋射線，每條射線長度按土壤電阻率配置，垂直接地體采用鍍鋅角鋼∠50×5×2500mm。深埋復(fù)合接地裝置主要用于桿塔位置附近50m范圍內(nèi)，人煙稀少、地形寬廣、低土壤電阻率或地表以下存在雙層土壤電阻率地質(zhì)（要求下層土壤電阻率低于上層土壤電阻率）的地區(qū)為非巖石地區(qū)。通過表2各接地裝置材料和土方量比較，最后本工程決定采用深埋復(fù)合接地裝置。

3.結(jié)語

綜上所述，定期組織人員對220kV高壓輸電線路開展防雷設(shè)施檢測，重點檢查接地網(wǎng)、接地裝置的導(dǎo)通情況。發(fā)現(xiàn)接地裝置銹蝕、松動等情況應(yīng)立即處理，避免缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大。確保電網(wǎng)穩(wěn)定性、減少電網(wǎng)故障、提升電網(wǎng)效益，提高我國電網(wǎng)運行的可靠性。

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