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110KV輸電線路防雷接地淺談
 

摘要：本文分析了110KV輸電線路遭受雷擊時的作用機理及產(chǎn)生的危害；分析防雷接地在雷擊事故中的作用；簡要說明110KV輸電線路防雷接地施工的步驟和方法。

第一章         雷電是一種常見的自然災(zāi)害
 

       雷電是一種自然放電現(xiàn)象，放電時會產(chǎn)生較強的電流。據(jù)相關(guān)資料顯示，全世界每秒鐘有1800多次雷電放電現(xiàn)象，并有600多次閃電，其中有100多次雷擊會襲擊地球。雷電發(fā)生時會產(chǎn)生非常高的電壓，大約是1億到10億伏特。一次中等雷暴的功率便可達1000萬瓦，這相當于一座小型核電站的輸出功率，因此做好相應(yīng)的防雷措施是必然趨勢。

       目前，我國電力建設(shè)正持續(xù)進行，特別是110KV輸電線路的顯著發(fā)展的趨勢下，我們也面臨著雷電災(zāi)害帶來的諸多問題，其中最顯著的就是跳閘的問題，在110KV輸電線路中的跳閘事故有七成是雷擊事故造成的，因此合理有效的防雷設(shè)計是非常重要的課題。
 
第二章         110KV輸電線路直擊雷災(zāi)害的作用機理
 
       如果在110KV輸電線路上空出現(xiàn)雷電天氣，天空中的雷雨云就會存在大量的帶電離子，四處游動，在地心引力和電荷承載力的作用下，就會在地面及空氣中形成較大的帶電范圍。當這片雷雨云游動在110KV輸電線路設(shè)備上時，由于110KV輸電線路會安裝桿塔裝置，桿塔高度過高的設(shè)計會破壞雷雨云形成電場中空氣的絕緣狀態(tài)，以此造成雷雨云中的電離子順著110KV線路的桿塔裝置進行放電。
      在雷雨云放電的整個過程中，雷雨云中存在的大量電流離子就會通過空氣直接將電流注入在桿塔裝置中， 將桿塔裝置作為電流的承載介質(zhì)，進行電流波段形式的放電現(xiàn)象，

會將雷雨云中所有的電壓全部注入到110KV線路桿塔裝置絕緣的各個子系統(tǒng)中，桿塔裝置受到這種影響，如果注入

的電壓低于桿塔絕緣子系統(tǒng)設(shè)置的電壓，就可以進行調(diào)節(jié)裝置的保護；如果注入的電壓高于桿塔絕緣子系統(tǒng)設(shè)置的電壓，這時的保護裝置就會失效，即閃絡(luò)現(xiàn)象，容易造成110KV線路突然跳閘。同時由于雷電中含有較高的電壓，也會導致一些意外事故的發(fā)生。
 
第三章         防雷接地在110KV輸電線路發(fā)生雷擊時的作用
 
       輸電線路雷擊閃電是由雷云放電造成的過電壓通過線路桿塔建立放電通道，導致線路絕緣擊穿，這種過電壓也稱為大氣過電壓，大氣過電壓可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。雷擊主要是通過建立一個放電泄流通道，從而使大地感應(yīng)電荷中和雷云中的異種電荷，因此雷擊和接地裝置的完好性有直接的關(guān)系。高壓輸電線路耐雷水平隨桿塔接地電阻的增加而降低。電壓等級越高，降低桿塔接地電阻的作用將變得更加重要。對土壤電阻率較高地區(qū)，應(yīng)選擇更換接地網(wǎng)形式和置換土壤的方法，達到降阻。在雷擊多發(fā)區(qū)域，主網(wǎng)線路桿塔接地電阻應(yīng)保證小于10Ω，山區(qū)也應(yīng)小于15Ω。

　　

接地電阻/Ω	7	15	30
耐雷水平/kV	176.7	125.4	81.2

 

       由此可見，降低接地電阻實際上增大了雷電的泄流通道，盡可能把桿塔中的大量電流泄入大地，這樣便可以提高輸電線路的耐雷程度，從而減少跳閘現(xiàn)象。
 

 第四章         桿塔接地措施
 
       目前電力部門采用的的接地材料主要是熱鍍鋅接地體，配合接地模塊和降阻劑使用，往往能達到理想的效果。也有些地方使用新型接地材料，比如銅包鋼接地材料，其中包括銅包鋼絞線，銅包鋼扁鋼，銅包鋼接地棒。使用新型材料的優(yōu)點是，降阻效果更好，使用壽命更長。這些新型材料將會在電力建設(shè)中得到推廣。
       在接地施工時，接地裝置要埋深，非耕地要求大干0.6 m，耕地要求大于0.8m。根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況，可以在桿塔的周圍做2-4條射線，并根據(jù)可開挖面積來確定射線長度，當射線越長，則可采用小成本接地裝置來埋設(shè)，當射線長度受限，則需要增加垂直接地體的長度，并采用降阻效果更好的接地裝置。
       110KV輸電線路桿塔接地示意圖


參考資料：

【1】高電壓技術(shù)（第二版），張紅（主編），中國電力出版社， 2009
【2】過電壓防護及絕緣配合，清華大學出版社          2002年5月
【3】高壓和超高壓輸電線路防雷保護的現(xiàn)狀和發(fā)展，周存澤，1998.NO.3.33-37
【4】電力系統(tǒng)過電壓【M】，解廣潤，北京，水利電力出版社，第一版，1990.12
【5】高壓直流輸電線路的防雷性能，黃瑋綱，北京，清華大學電機系，1991
【6】電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊，能源部東北電力設(shè)計院編，中國電力出版社
 

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2016年9月6日