普光氣田電網架空線路防雷接地改造

武紀強　趙東升　王建華

摘 要：文章重點分析了普光氣田電網架空線路的運行自然環境，研究了原有防雷接地設計及現狀，針對目前雷擊跳閘情況，提出線路防雷改造措施及具體要求。

關鍵詞：架空線路 防雷 接地

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0109-01

普光氣田35 kV架空線路分布于崇山峻嶺之間，受亞熱帶氣候影響，四季空氣濕潤，山體植被茂盛，水資源豐富，符合易雷區地形地貌特征。在建的“川氣東送”工程輸送管道系統交錯縱橫，地理環境比較復雜，山頂、低洼地、河溝、水塘比較多，地下埋設各種氣、水金屬管線，在雷雨季節增加了線路遭受雷擊的風險因素。從線路所在的整體地形地貌上分析，屬于典型易雷區地形地貌。

線路走向曲折蜿蜒，受山地地形限制，桿塔建設時線路交叉，轉角及線路接頭數量眾多，這些都是降低線路耐雷水平的因素。尤以轉角及耐張桿塔情況更為嚴重，在線路接頭位置由于尖端的出現，造成的電場分布不均勻程度加劇，更易造成空氣電離，建立相間放電通道而形成跳閘或斷線事故。由于轉角桿塔線路方向的變化而帶來雷電波雙向進波，提高了感應過電壓幅值，更易破壞該處桿塔的絕緣而造成雷害事故。

普光氣田電網線路防雷設施主要采取安裝線路避雷線、安裝線路避雷器、引下線與接地網。目前，通過開挖接地裝置和測量接地電阻情況來看，接地極腐蝕損壞較為嚴重，接地電阻值較大，接地引下線均利用桿內鋼筋引下，桿體內部鋼筋銹蝕，固定用穿心螺栓與引下線接觸面變小甚至開脫。部分線路沒有安裝架設避雷線。

根據統計，35 kV輸配電系統運行以來，由于雷擊引起線路的跳閘總數為15次，占線路事故跳閘總數的23.8%。目前的防雷設計已經無法滿足普光氣田電網安全運行要求，為了降低線路雷擊跳閘率，采取以下改造措施。

1 增設電桿避雷線、金屬橫擔與接地點外下引線，改善雷擊泄流電氣通道

經長期運行，部分水泥桿體內部存在鋼筋銹蝕，固定用穿心螺栓與接地引下線接觸面脫開或接觸面積小，造成接閃線與接地線之間的通路不暢或未聯通因素。通過增加明敷接地引下線與接地地網相連，能夠做到有可靠地電氣連接。

2 接地裝置改造

借鑒地方電力設計部門的一些經驗做法，盡量減少接地電阻，增大接地裝置瞬時大電流的散流能力，提高線路耐反擊雷水平。

2.1 由原接地網連接敷設延伸呈放射狀鍍鋅圓鋼的接地線

根據當地電力部門的檢修維護經驗，采用放射形接地網能夠改善散流效果。對每基桿塔接地模塊末端向桿塔外方向焊接放射狀水平接地體（采用Φ10熱鍍鋅圓鋼，每根約15 m的延長線）。具體做法如圖1。

具體施工要求如以下幾點。

（1）水平接地體敷設原則為盡量向土壤電阻率低的方向敷設，避開巖石等影響導電散流的地貌。

（2）新增的水平接地體，應盡量向外呈放射狀敷設，使得桿塔的工頻接地電阻值<10 Ω。若不滿足<10 Ω條件，則繼續放射狀敷設，直到滿足條件為止。

（3）敷設、焊接10#熱鍍鋅圓鋼作為接地延伸，該熱鍍鋅圓鋼焊接在原接地模塊外側。

（4）接地模塊埋設深度為：一般地區0.7 m，巖石地區不小于0.3 m，水旱田為耕作深度下 0.8 m。

接地圓鋼埋設深度為：一般地區0.7 m，巖石地區不小于0.3 m，水旱田為耕作深度下0.8 m。開挖地方若高低不平，則沿等高線開挖。

（5）圓鋼焊接時的搭接長度必須大于圓鋼的6倍直徑，并在焊接完后刷瀝青漆防腐。

（6）巖石地區開挖后，須換土回填并適當增加接地線長度。接地溝應使用土壤電阻率小的土回填，并清除石塊雜物。

2.2 損壞的接地模塊更換

對經常遭遇雷擊及發生過雷擊事故的區域范圍內的桿塔，重新測量接地電阻值，對電阻值大于10Ω的，開挖更換損壞的接地模塊。

3 選擇合適的地段，加裝線路有串聯間隙氧化鋅避雷器，降低雷擊繞擊線路的幾率

對容易發生雷擊和已經發生雷擊的區域桿塔地段加裝線路避雷器。容易遭受雷擊的桿塔一般是大檔距、高差大、相對位置較高、斜坡上、靠近河流等位置桿塔。特別是對于變電所出口附近的線路，如易遭受雷擊，會對凈化廠的35 kV可靠性產生影響，則在靠近上述區域內，重點加裝避雷器。

4 對部分無避雷線的末端線路補充架設避雷線，提高避雷水平

對部分未架設避雷線的由主線路至集氣站場的分支電桿線路，補充安裝避雷線支架，安裝避雷線。

5 銅鍍鋼接地材料和可塑性接地模塊的局部運用

35 kV生產管理中心線線路較短，但是其為普光生產指揮系統的供電電源，鑒于其重要性，對其接地裝置進行升級改造，采用鍍銅接地材料做水平體，銅鍍鋼接地極做垂直接地極，電氣連接采用放熱焊接，這樣可以做到設施的接地系統終身免維護。同時通過可塑性接地模塊和垂直接地極進一步降低接地電阻和加強系統的散流能力，避免系統自身的阻抗導致的地電位升高，引起線路跳閘。

6 效果分析

通過采取以上綜合防雷措施，提高了桿塔接地電阻合格率，提高線路耐雷水平，減少了線路在遭受雷擊時由于接地電阻不合格導致設備絕緣擊穿而造成的事故發生，確保了電網設備的安全可靠運行。從改造至今一年來，只發生一起雷擊跳閘事故，改造效果明顯。

參考文獻

[1] 交流電氣裝置的接地（DL/T 621-1997）[S].

[2] 防雷裝置的設計、施工、維護和檢測（IEC61024）[S].