220kV輸電線路接地項目技術研究

黃志慶

摘 要：文章通過論述輸電線路防雷的意義，對各種防雷接地技術進行了分析。最后結合線路的實際運行情況，提出了安溪電網220 kV高壓輸電線路的防雷接地措施。

關鍵詞：220 kV高壓;輸電線路;防雷接地技術

1 高壓輸電線路的防雷原則和意義

由于土地資源緊張，我國大多高壓輸電線路建在郊區或者深山，這些地區也正是雷電活動頻繁地帶。高壓輸電線路遭受雷擊會發生過電壓，致使線路跳閘，影響電力系統供電可靠性。因此，有必要對線路采取防雷措施[1]。

為了保證高壓輸電線路的防雷效果，一方面，應根據線路所處的環境，積極在線路上加裝防雷裝置，采用防雷措施。另一方面，加強輸電線路維護和巡檢工作，定期開展防雷設施檢查和維護工作，確保防雷設施無故障。

2 220 kV高壓輸電線路防雷接地技術

2.1 架設藕合地線

架設藕合地線其實就是在桿塔上方增設一條接地導線，它不僅可以使導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移到導線上，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，可以有效預防絕緣子發生沖擊閃絡的現象，從而提高線路的反擊耐雷水平。當雷電流經過桿塔時，避雷器動作使得大部分雷電流不直接經過絕緣子，而是通過避雷器流入導線，這時，桿塔和導線的電位差減小，避免絕緣子出現閃絡，從而對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高壓輸電線路上應用最廣泛的防雷工具，它直接改變雷云先導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，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效果，但是它的保護范圍有限，所以，還要根據線路自身所處的環境，適當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，對于土壤電阻率較高的地區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。

2.5 安裝自動重合閘裝置

高壓輸電線路上大多發生的是瞬時性故障，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重合閘裝置，當雷擊閃電造成線路跳閘后，線路自動重合一次，當發生瞬時性故障時自動恢復輸電線路正常供電，減少線路停電時間。但是此時也不能掉以輕心，應結合巡視加強輸電線路檢查，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 安溪電網基本情況

安溪電網水電資源較為豐富，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，建設堅強、合理的電網架構，滿足安溪南部電網建設和經濟發展需要，以及完善泉州北部網架，需在2021年建成220 kV竹園變電站，本期2回線路起點在安溪縣城廂鎮已建220 kV仙苑變電站，終點在安溪縣虎邱在建220 kV變電站。

3.2 安溪地區雷電活動情況

本工程所經地區因雷擊而造成的停電事故頻率較高，根據2020年福建電網雷電密度分布圖，沿線所經地區均處于 Ⅲ級強雷區，年平均雷暴日取75日。

3.3 防雷措施

根據2021年福建電網雷電密度分布圖，沿線所經地區均處于Ⅲ級強雷區和Ⅳ超強雷區，雷電活動頻繁，經氣象資料收集，其年平均雷暴日達到75日，因此提高本工程線路的耐雷水平，直接關系線路的安全運行。

本工程為提高輸電線路的防雷水平，在線路全線架設雙避雷線作為防雷保護，兩地線水平排列。桿塔地線還采用“0”保護角，即桿塔地線對最外側導線的保護角≤0°，且滿足兩根地線的距離不超過地線與導線之間的垂直距離的5倍。最后，還根據工程所在山區線路的地形地貌情況，在雷電易擊區采取降低桿塔接地電阻或架設耦合地線，以有效改進導地線之間的耦合系數，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合接地裝置，對部分位于居民區和水田的桿塔擬采用方環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，應進行接地電阻測試試驗，且接地電阻應符合現有規程的接地電阻標準，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系表所列數值，具體如表1所示。

根據以上要求及本工程防雷要求，在變電站進出線2 km內接地阻值不大于10 Ω，其余地段接地電阻也按不大于10 Ω設計，對個別塔位高土壤電阻率地區按不大于15 Ω要求設計，如接地電阻很難降到15 Ω以下時，將采用延長接地體射線設計，直到滿足要求為止。對于高土壤電阻率地區，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，市場價低，但是圓鋼不能與鐵塔直接連接，連接點需補焊一塊扁鐵，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定。

（2）在施工技術方面，采用深埋復合接地裝置。本工程除高土壤電阻率地區、耕地水田外，均采用深埋復合接地裝置，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∠50×5×2 500 mm。深埋復合接地裝置主要用于桿塔位置附近50 m范圍內，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（要求下層土壤電阻率低于上層土壤電阻率）的地區為非巖石地區。

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合接地裝置。首先該裝置采用了水平與垂直接地體的復合接地裝置，其接地電阻較容易降到設計要求值，所以鋼材用量最節省。其次，采用深埋于基礎坑底部的角鋼，接地體埋設利用了基礎基坑土方開挖，縮短射線長度，因此大大降低了土方的開挖量，保護環境。

4 220 kV高壓輸電線路防雷對策

定期組織人員對220 kV高壓輸電線路開展防雷設施檢測，重點檢查接地網、接地裝置的導通情況。發現接地裝置銹蝕、松動等情況應立即處理，避免缺陷進一步擴大。對接地電阻不合格的接地裝置，應進行開挖，重新更換埋設，直至接地電阻滿足規程要求。對避雷線、避雷器出現斷線、斷股、瓷瓶臟污或破損等情況，應上報檢修計劃，等待專業人員處理。通過制定有效的防雷對策，確保高壓輸電線路有足夠的耐雷水平。

5 結語

綜上所述，220 kV高壓輸電線路防雷接地是確保電網穩定性、減少電網故障、提升電網效益的必然要求。對此，各單位要竭力做好防雷接地相關工作，確保電網運行更加可靠。

[參考文獻]

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