黃志慶

摘 要：文章通過(guò)論述輸電線路防雷的意義，對(duì)各種防雷接地技術(shù)進(jìn)行了分析。最后結(jié)合線路的實(shí)際運(yùn)行情況，提出了安溪電網(wǎng)220 kV高壓輸電線路的防雷接地措施。

關(guān)鍵詞：220 kV高壓;輸電線路;防雷接地技術(shù)

1 高壓輸電線路的防雷原則和意義

由于土地資源緊張，我國(guó)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(dòng)頻繁地帶。高壓輸電線路遭受雷擊會(huì)發(fā)生過(guò)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(duì)線路采取防雷措施[1]。

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(kāi)展防雷設(shè)施檢查和維護(hù)工作，確保防雷設(shè)施無(wú)故障。

2 220 kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)

2.1 架設(shè)藕合地線

架設(shè)藕合地線其實(shí)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[2]。

2.2 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(guò)桿塔時(shí)，避雷器動(dòng)作使得大部分雷電流不直接經(jīng)過(guò)絕緣子，而是通過(guò)避雷器流入導(dǎo)線，這時(shí)，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(duì)輸電線路起到很好的防雷功效。

2.3 安裝避雷針

避雷針是220 kV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(chǎng)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(duì)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。

2.4 降低桿塔接地電阻

高壓輸電線路防雷的主要做法是通過(guò)降低桿塔高度來(lái)降低桿塔接地電阻，使得雷擊時(shí)絕緣子承受的電位降低，避免線路絕緣損壞。但是通過(guò)降低桿塔高度來(lái)降低桿塔接地電阻會(huì)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(duì)于土壤電阻率較高的地區(qū)就必須通過(guò)其他的方法來(lái)降低接地電阻，工程上一般采用降阻劑或延長(zhǎng)接地極。

2.5 安裝自動(dòng)重合閘裝置

高壓輸電線路上大多發(fā)生的是瞬時(shí)性故障，永久性故障占比極少。所以，通常在高壓輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘裝置，當(dāng)雷擊閃電造成線路跳閘后，線路自動(dòng)重合一次，當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)自動(dòng)恢復(fù)輸電線路正常供電，減少線路停電時(shí)間。但是此時(shí)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。

3 ? 220 kV高壓輸電線路防雷接地措施的制定

3.1 安溪電網(wǎng)基本情況

安溪電網(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，安溪電網(wǎng)共有220 kV變電站4座，? ? ? 110 kV變電站18座，35 kV變電站5座。為理順安溪南部電網(wǎng)，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)、合理的電網(wǎng)架構(gòu)，滿足安溪南部電網(wǎng)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，以及完善泉州北部網(wǎng)架，需在2021年建成220 kV竹園變電站，本期2回線路起點(diǎn)在安溪縣城廂鎮(zhèn)已建220 kV仙苑變電站，終點(diǎn)在安溪縣虎邱在建220 kV變電站。

3.2 安溪地區(qū)雷電活動(dòng)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年福建電網(wǎng)雷電密度分布圖，沿線所經(jīng)地區(qū)均處于 Ⅲ級(jí)強(qiáng)雷區(qū)，年平均雷暴日取75日。

3.3 防雷措施

根據(jù)2021年福建電網(wǎng)雷電密度分布圖，沿線所經(jīng)地區(qū)均處于Ⅲ級(jí)強(qiáng)雷區(qū)和Ⅳ超強(qiáng)雷區(qū)，雷電活動(dòng)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(yùn)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(duì)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(guò)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。

3.4 接地措施

3.4.1 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(duì)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(guò)多種材料的對(duì)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(cè)試試驗(yàn)，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(shí)不超過(guò)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2 km內(nèi)接地阻值不大于10 Ω，其余地段接地電阻也按不大于10 Ω設(shè)計(jì)，對(duì)個(gè)別塔位高土壤電阻率地區(qū)按不大于15 Ω要求設(shè)計(jì)，如接地電阻很難降到15 Ω以下時(shí)，將采用延長(zhǎng)接地體射線設(shè)計(jì)，直到滿足要求為止。對(duì)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100 m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。

3.4.2 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(zhǎng)度約為? ? ? ? ?2.5 m，而非采用熱鍍鋅防腐φ12圓鋼。φ12鍍鋅圓鋼雖然單重輕，市場(chǎng)價(jià)低，但是圓鋼不能與鐵塔直接連接，連接點(diǎn)需補(bǔ)焊一塊扁鐵，且與多條接地體連接時(shí)，不易于多次焊接，長(zhǎng)期運(yùn)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(jiǎn)單，與多條接地體連接時(shí)，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(zhǎng)度按土壤電阻率配置，垂直接地體采用鍍鋅角鋼∠50×5×2 500 mm。深埋復(fù)合接地裝置主要用于桿塔位置附近50 m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(guò)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。首先該裝置采用了水平與垂直接地體的復(fù)合接地裝置，其接地電阻較容易降到設(shè)計(jì)要求值，所以鋼材用量最節(jié)省。其次，采用深埋于基礎(chǔ)坑底部的角鋼，接地體埋設(shè)利用了基礎(chǔ)基坑土方開(kāi)挖，縮短射線長(zhǎng)度，因此大大降低了土方的開(kāi)挖量，保護(hù)環(huán)境。

4 220 kV高壓輸電線路防雷對(duì)策

定期組織人員對(duì)220 kV高壓輸電線路開(kāi)展防雷設(shè)施檢測(cè)，重點(diǎn)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(dòng)等情況應(yīng)立即處理，避免缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)接地電阻不合格的接地裝置，應(yīng)進(jìn)行開(kāi)挖，重新更換埋設(shè)，直至接地電阻滿足規(guī)程要求。對(duì)避雷線、避雷器出現(xiàn)斷線、斷股、瓷瓶臟污或破損等情況，應(yīng)上報(bào)檢修計(jì)劃，等待專(zhuān)業(yè)人員處理。通過(guò)制定有效的防雷對(duì)策，確保高壓輸電線路有足夠的耐雷水平。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，220 kV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(duì)此，各單位要竭力做好防雷接地相關(guān)工作，確保電網(wǎng)運(yùn)行更加可靠。

[參考文獻(xiàn)]

[1]叢義宏，翟明岳.220kV高壓輸電線路的防雷接地技術(shù)研究[M].北京：華北電力大學(xué)出版社，2010.

[2]陶祥海.輸電線路雷擊故障及防雷措施[J].廣東科技，2009（7）：113-114.

（編輯 何 琳）