雷擊輸電桿塔時埋地管道感應(yīng)電壓的影響因素及防護措施

寇曉適， 李 純， 李元杰， 文習(xí)山， 魯海亮， 張 科， 董曼玲， 郭 磊

(1.國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，鄭州450052；2. 武漢大學(xué)電氣與自動化學(xué)院，武漢，430072)

0 引言

當(dāng)雷電擊中輸電桿塔時，入地電流會抬升管道附近地電位，使管壁外側(cè)電位高于內(nèi)側(cè)電位，而地線電流又會在空間電磁場的作用下，抬升金屬管體的電位，使管壁內(nèi)側(cè)電位高于外側(cè)電位。雖然兩者造成的絕緣層電壓極性相反，但在兩者的綜合作用下，防腐層仍可能承受較高的電壓，使防腐層被擊穿[1-3]，形成多個破損點，使泄漏電流增大，加速管壁金屬的腐蝕。同時，雷電流會擊穿接地導(dǎo)體周圍的土壤，若擊穿通道上存在易燃物質(zhì)時，容易引發(fā)爆炸和火災(zāi)[4-5]。

雷擊輸電桿塔引起的管道安全問題已經(jīng)引起了人們的重視，在多個管道工程中，均對雷擊輸電桿塔時，在附近管道防腐層上形成的沖擊電壓進行了核算[6-8]。采用電路模型計算桿塔附近管道的電磁干擾[9-10]，具有建模簡單，計算速度快的優(yōu)點，但在計算中空間電磁場被假設(shè)為TEM波，而實際雷擊桿塔時，空間的電磁場分布復(fù)雜，繼續(xù)采用電路模型難以反映真實的情況，因此主要利用空間電磁場的數(shù)值計算方法來研究防腐層上的電壓問題[11-13]。為了降低防腐層上的電壓，則主要采用排流帶進行防護[14]，也有學(xué)者提出通過外延桿塔接地裝置射線的方法[15]。

本研究采用頻域矩量法結(jié)合時頻轉(zhuǎn)化的計算方法，給出了土壤電阻率、管道尺寸、防腐層電阻率和防腐厚度及管道與線路的間距對防腐層電壓的影響?！?br>