基于同塔多回路線路接地電阻對防雷性能的研究

摘 要：隨著電網的快速發展供電企業建設中輸電線路同塔雙回、同塔多回線路在系統內廣泛應用，其中同塔多回線路是應用最廣的線路，基于同塔多回路線路接地電阻的防雷性能也因此成為研究重點。

關鍵詞：同塔多回路線路接地電阻；防雷性能；影響；對策

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

隨著我國社會經濟的不斷發展，輸電容量也得以大幅提升，這使得輸電線路處于十分緊張的狀態。在此背景下，同塔多回線路、同塔雙回等得到大量應用。尤其是同塔多回線路在我國應用范圍很廣。同塔多回線路的防雷性能研究也因此成為國內外防雷研究的重點內容。隨著同塔多回線路的廣泛應用，很好地解決了輸電線路緊張問題，并在一定程度上減少了土地資源的浪費現象，有效提高了輸電效率，并有利于促使土地資源和電網的協調發展。一般情況下，同塔多回線路的桿塔為垂直排列狀態，桿塔高度要比一般的桿塔高，這也導致同塔多回路受雷擊的影響比一般的桿塔要大，且更易發生雷擊現象[1]。本文對同塔多回線路接地電阻的防雷性能進行了研究，分析了同塔多回路線接地電阻影響防雷性能的主要因素，并提出了提高同塔多回路線路接地電阻防雷性能的有效措施。

一、同塔多回路線接地電阻對防雷性能的影響因素

同塔多回路線接地電阻對防雷性能的影響因素主要有兩個：一是桿塔高度，另一個是桿塔的接地電阻。

（一）桿塔的接地電阻對線路反擊耐雷水平的影響

雷雨天氣時，雷電流會到達桿塔并通過桿塔，使接地電阻和桿塔電流增加，當超出塔體本身所能承受的最大電壓時，絕緣子串則會低于導線電位，從而產生反擊現象，即被稱為閃給[2]。閃給現象常引起線路跳閘，此時，桿塔的接地電阻成為影響雷擊反擊跳閘的重要原因。根據相關的計算方法，當桿塔的接地電阻值為1Ω時，線路反擊耐雷電流則為114kA；當桿塔的接地電阻值為20Ω時，線路反擊耐雷電流則達到106kA；可見，線路反擊耐雷水平與桿塔的接地電阻值呈反向關系，即線路反擊耐雷的水平隨著接地電阻值的增大而降低。因此，要提高輸電線路的防雷性能，可降低桿塔的接地電阻值。但根據相關的研究結果，在桿塔的接地電阻值為10Ω時，對線路反擊耐雷水平的影響則比較小，因而防雷性能也受到影響。

（二）桿塔的高度對線路防雷性能的影響

桿塔高度是影響線路防雷性能的重要因素之一，分析桿塔高度對線路防雷性能的影響主要體現在以下方面：第一，對線路繞擊耐雷水平的影響。桿塔高度增加，相對線路高度也會相應增加，線路與地面之間的高度也因此增加，這在一定程度上減弱了地面對雷電的吸引力。另外，導線的最大繞擊電流也相應增大，繞擊率增加。第二，對反擊耐雷水平的影響。一般情況下，輸電線桿塔都會跨越交通公路，而根據相關規定，為不影響正常的交通運行，輸電桿塔的高度應超過30m。而同塔多回路桿塔比一般的桿塔高，因此，同塔多回路桿塔的高度更高。但根據相關的研究成果，線路的反擊耐雷水平隨著桿塔高度的增加會逐漸降低。例如，根據相關計算公式，桿塔高度為31m時，線路反擊的耐雷電流則為123kA；桿塔高度為51m時，線路反擊的耐雷電流則為93kA[3]；線路的反擊耐雷水平與桿塔高度呈負相關關系。因此，桿塔高度是影響線路防雷性能的重要因素。第三，絕緣水平對線路防雷性能的影響。雷電擊中桿塔塔頂，或受地線影響會出現線路的絕緣反擊。據相關接地和防雷的計算公式，可知絕緣子串的一半沖擊閃絡電壓是影響輸電線路耐雷的重要因素。

二、提高同塔多回路線路接地電阻的防雷性能對策

（一）降低桿塔接地電阻值

通過以上分析可知線路反擊耐雷水平與桿塔的接地電阻值呈反向關系，因此，為減少雷擊跳閘現象，提高線路反擊耐雷水平，可適當降低桿塔的接地電阻值。將桿塔的接地電阻值設計在15Ω以下，可有效降低接近近地面幾回導線的跳閘率。除此之外，運行單位應按照相關規定，對接地電阻進行定期檢測，以便及時處理不合格的桿塔。

（二）提高絕緣水平

絕緣子串的一半沖擊閃絡電壓是影響輸電線路耐雷的重要因素，且大多雷擊跳閘現象是雷擊反擊造成。為降低雷擊跳閘現象，提高線路耐雷水平，可增加一定數量的桿塔絕緣子數量。

（三）使用合成外套線路懸式氧化鋅避雷器

為防止同塔多回路線路出現繞擊或反擊現象，可使用合成外套線路懸式氧化鋅避雷器。這種避雷器由兩部分組成：合成外套避雷器本體、串聯間隙。合成外套避雷器本體由氧化鋅電阻片形成，位于環氧玻璃纖維芯內部，具有伏安特性。而串聯間隙則又由三部分組成，分別為空氣間隙、環電極、護線條，每2個串聯間隙距離為900mm左右。合成外套線路懸式氧化鋅避雷器一般可在兩桿塔回路上、中、下部以及線路頂端分別進行安裝，能有效降低雷擊跳閘現象的發生。例如，某電網公司所轄輸電線路大多為雷電活動強烈地區，因此，雷害狀況較為嚴重，但應用合成外套線路懸式氧化鋅避雷器后，雷害情況大為減少，可見其應用效果十分顯著。

三、結束語

綜上所述，同塔多回路線路的應用有利于緩解輸電線路緊張的狀況，并能有效提高土地資源的利用效果。但同塔多回路線路接地電阻對防雷性能的影響因素較多，但主要有桿塔的接地電阻對線路反擊耐雷水平的影響、桿塔高度對線路防雷性能的影響兩種。為降低雷擊跳閘的現象，減少雷害情況，應采取相應的防雷措施，如降低桿塔接地電阻值、提高絕緣水平、使用合成外套線路懸式氧化鋅避雷器等，保證輸電線的安全運行。

參考文獻：

[1]彭向陽，李振，李志峰.桿塔接地電阻對同塔多回線路防雷性能的影響[J].高電壓技術，2011（12）：3113-3119.

[2]植芝豹.同塔雙回架空輸電線路不平衡絕緣度選用探討[J].廣西電力，2010（01）：22-24.

[3]廖民傳，汪晶毅，李志泰.混壓同塔多回輸電線路繞擊建模與評估[J].電網技術，2013（09）：2547-2552.