輸配電線(xiàn)路接地電阻對(duì)防雷技術(shù)影響分析

趙成澤

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司牙克石市供電公司 內(nèi)蒙古牙克石 022150

鑒于我國(guó)基本國(guó)情與能源發(fā)展現(xiàn)狀，中國(guó)能源資源與負(fù)荷中心呈逆向分布，因而建成的高壓及超高壓線(xiàn)路輸送量大、跨度長(zhǎng)，跨越地區(qū)大都?xì)夂蚨嘧儯匦螐?fù)雜，對(duì)防雷技術(shù)有著很高的要求。2019年一、二季度，全國(guó)用電量3.398萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)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(zhǎng)的高負(fù)荷與季節(jié)性雷暴天氣影響，給電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。為盡可能消除雷電給輸配電線(xiàn)路帶來(lái)的負(fù)面影響，除了預(yù)先在桿塔裝設(shè)避雷線(xiàn)負(fù)角運(yùn)行外，還可以設(shè)置線(xiàn)路避雷器限制過(guò)電壓，安裝接閃器承載直擊雷放電，通過(guò)技術(shù)手段盡可能減小接地電阻等。

1 因雷擊導(dǎo)致電力系統(tǒng)跳閘的因素

輸電線(xiàn)路的絕緣能力比較差，所以一旦遭受到雷擊，會(huì)不可避免的出現(xiàn)跳閘的情況，要跳閘必須要滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：第一，出現(xiàn)了單相接地短路的情況，也就是指因?yàn)槊}絡(luò)形成了穩(wěn)定的工頻電弧，從而導(dǎo)致了跳閘現(xiàn)象；第二，輸電線(xiàn)路的絕緣能力比雷擊的閃電過(guò)電壓要低，從而引起跳閘，但是這種情況只會(huì)存在幾十微秒的時(shí)間，電力系統(tǒng)沒(méi)有時(shí)間完成跳閘，因此，主要分析第一個(gè)條件，影響第一個(gè)跳閘情況的因素主要有以下幾點(diǎn)：

1.1 線(xiàn)路桿塔的接地電阻值比較高

在一般情況下，如果雷擊檔距中避雷線(xiàn)的時(shí)候，空氣的間隙之間并不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象，當(dāng)雷電的電流向桿塔的兩邊傳播的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的電暈，到達(dá)桿塔的時(shí)候，幅值就已經(jīng)下降了許多，這時(shí)候，如果電阻值沒(méi)有那么高，就不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的情況。但是如果雷擊導(dǎo)致反擊過(guò)電壓，并且接地電阻值比較高，就會(huì)容易發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象，出現(xiàn)相間短路，從而使得電力系統(tǒng)跳閘[1]。

1.2 消弧線(xiàn)圈設(shè)置不準(zhǔn)確

如果沒(méi)有將消弧線(xiàn)圈設(shè)置準(zhǔn)確，輸電線(xiàn)路就會(huì)出現(xiàn)短路的情況，那么消弧線(xiàn)圈就不能夠給予足夠的補(bǔ)償，從而導(dǎo)致跳閘。

2 降低接地電阻的主要措施

2.1 水平接地網(wǎng)降阻方式

通過(guò)增加外延體數(shù)量與長(zhǎng)度，可有效增大水平接地體接地面積，從而減小接地電阻，因此，桿塔的安裝應(yīng)盡可能考慮水平放射接地體的形式，同時(shí)，由于水平放射建造成本不高，所以在地形與施工條件允許的情況下應(yīng)著重進(jìn)行考慮。

2.2 垂直接地體降阻手段

在裝設(shè)接地網(wǎng)時(shí)，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(duì)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(shí)，若因面積受限導(dǎo)致水平接地體無(wú)法達(dá)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(guò)多，降阻率將趨于飽和，其深度也應(yīng)視實(shí)際地形土壤情況而定。

2.2.1 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?chē)稍跐B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(dá)到減小接地電阻的效果。此外，通過(guò)連接接地體與導(dǎo)電性得以改善的土壤，達(dá)到擴(kuò)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]。

2.2.2 運(yùn)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(huì)導(dǎo)致降阻效果不及預(yù)期等問(wèn)題，故仍需通過(guò)其他方法得到進(jìn)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(guò)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(xiàn)將主地網(wǎng)與降阻模塊結(jié)合起來(lái)，達(dá)到更為穩(wěn)定的降阻效果。

2.2.3 爆破接地技術(shù)

通過(guò)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(guò)灌注填充縫隙，從而通過(guò)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(kuò)大了接地網(wǎng)的散流面積，有效降低了接地網(wǎng)電阻。

2.2.4 采用新型材料

接地網(wǎng)長(zhǎng)期遭受著復(fù)雜的氣候、濕度、酸堿性不平衡等不同環(huán)境因素帶來(lái)的腐蝕影響，因而采用導(dǎo)電性與耐腐蝕性較強(qiáng)的新型材料作為接地體從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看很有必要。納米導(dǎo)電材料等新型材料具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力與導(dǎo)電性能，例如，納米導(dǎo)電精，其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了它可以通過(guò)化學(xué)鍵與金屬緊密結(jié)合的能力，將這類(lèi)新型材料結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)在成本可控的范圍內(nèi)合理地進(jìn)行運(yùn)用，對(duì)接地體導(dǎo)電性能和抗腐蝕性的提高極具前瞻性[3]。

2.3 在工程中所使用的防雷措施

工程所用防雷措施主要有三種：第一種是使用避雷線(xiàn)，通過(guò)使用避雷線(xiàn)，可以有效減少導(dǎo)線(xiàn)遭到雷擊的可能性，因?yàn)樗梢云帘蔚魝鬏攲?dǎo)線(xiàn)，運(yùn)用桿塔將電流傳輸?shù)酱蟮厣?，這一措施最為簡(jiǎn)單，并且效果較好，是非常值得推廣的；第二種是合理設(shè)置消弧線(xiàn)圈，能夠有效將電弧消除掉，有效降低跳閘出現(xiàn)的概率，保證正常供電；第三種是安裝避雷器。避雷器的使用一般是在雷電較多的地區(qū)使用。

3 結(jié)語(yǔ)

本文僅列舉了部分現(xiàn)階段已投入施行或試點(diǎn)的改良方法，影響接地電阻的因素有很多，對(duì)現(xiàn)有輸配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模改良，是一個(gè)工作量龐大、時(shí)間跨度較長(zhǎng)的大工程，而隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高端制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，電力供需形勢(shì)逐漸趨緊，為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，不僅要在電網(wǎng)的前期建設(shè)上做好工作，對(duì)于建設(shè)后期接地網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與檢修任務(wù)也應(yīng)提出高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，為未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的加速推進(jìn)做好充足保障[4]。