普光气田电网架空线路防雷接地改造

武纪强　赵东升　王建华

摘 要：文章重点分析了普光气田电网架空线路的运行自然环境，研究了原有防雷接地设计及现状，针对目前雷击跳闸情况，提出线路防雷改造措施及具体要求。

关键词：架空线路 防雷 接地

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0109-01

普光气田35 kV架空线路分布于崇山峻岭之间，受亚热带气候影响，四季空气湿润，山体植被茂盛，水资源丰富，符合易雷区地形地貌特征。在建的“川气东送”工程输送管道系统交错纵横，地理环境比较复杂，山顶、低洼地、河沟、水塘比较多，地下埋设各种气、水金属管线，在雷雨季节增加了线路遭受雷击的风险因素。从线路所在的整体地形地貌上分析，属于典型易雷区地形地貌。

线路走向曲折蜿蜒，受山地地形限制，杆塔建设时线路交叉，转角及线路接头数量众多，这些都是降低线路耐雷水平的因素。尤以转角及耐张杆塔情况更为严重，在线路接头位置由于尖端的出现，造成的电场分布不均匀程度加剧，更易造成空气电离，建立相间放电通道而形成跳闸或断线事故。由于转角杆塔线路方向的变化而带来雷电波双向进波，提高了感应过电压幅值，更易破坏该处杆塔的绝缘而造成雷害事故。

普光气田电网线路防雷设施主要采取安装线路避雷线、安装线路避雷器、引下线与接地网。目前，通过开挖接地装置和测量接地电阻情况来看，接地极腐蚀损坏较为严重，接地电阻值较大，接地引下线均利用杆内钢筋引下，杆体内部钢筋锈蚀，固定用穿心螺栓与引下线接触面变小甚至开脱。部分线路没有安装架设避雷线。

根据统计，35 kV输配电系统运行以来，由于雷击引起线路的跳闸总数为15次，占线路事故跳闸总数的23.8%。目前的防雷设计已经无法满足普光气田电网安全运行要求，为了降低线路雷击跳闸率，采取以下改造措施。

1 增设电杆避雷线、金属横担与接地点外下引线，改善雷击泄流电气通道

经长期运行，部分水泥杆体内部存在钢筋锈蚀，固定用穿心螺栓与接地引下线接触面脱开或接触面积小，造成接闪线与接地线之间的通路不畅或未联通因素。通过增加明敷接地引下线与接地地网相连，能够做到有可靠地电气连接。

2 接地装置改造

借鉴地方电力设计部门的一些经验做法，尽量减少接地电阻，增大接地装置瞬时大电流的散流能力，提高线路耐反击雷水平。

2.1 由原接地网连接敷设延伸呈放射状镀锌圆钢的接地线

根据当地电力部门的检修维护经验，采用放射形接地网能够改善散流效果。对每基杆塔接地模块末端向杆塔外方向焊接放射状水平接地体（采用Φ10热镀锌圆钢，每根约15 m的延长线）。具体做法如图1。

具体施工要求如以下几点。

（1）水平接地体敷设原则为尽量向土壤电阻率低的方向敷设，避开岩石等影响导电散流的地貌。

（2）新增的水平接地体，应尽量向外呈放射状敷设，使得杆塔的工频接地电阻值<10 Ω。若不满足<10 Ω条件，则继续放射状敷设，直到满足条件为止。

（3）敷设、焊接10#热镀锌圆钢作为接地延伸，该热镀锌圆钢焊接在原接地模块外侧。

（4）接地模块埋设深度为：一般地区0.7 m，岩石地区不小于0.3 m，水旱田为耕作深度下 0.8 m。

接地圆钢埋设深度为：一般地区0.7 m，岩石地区不小于0.3 m，水旱田为耕作深度下0.8 m。开挖地方若高低不平，则沿等高线开挖。

（5）圆钢焊接时的搭接长度必须大于圆钢的6倍直径，并在焊接完后刷沥青漆防腐。

（6）岩石地区开挖后，须换土回填并适当增加接地线长度。接地沟应使用土壤电阻率小的土回填，并清除石块杂物。

2.2 损坏的接地模块更换

对经常遭遇雷击及发生过雷击事故的区域范围内的杆塔，重新测量接地电阻值，对电阻值大于10Ω的，开挖更换损坏的接地模块。

3 选择合适的地段，加装线路有串联间隙氧化锌避雷器，降低雷击绕击线路的几率

对容易发生雷击和已经发生雷击的区域杆塔地段加装线路避雷器。容易遭受雷击的杆塔一般是大档距、高差大、相对位置较高、斜坡上、靠近河流等位置杆塔。特别是对于变电所出口附近的线路，如易遭受雷击，会对净化厂的35 kV可靠性产生影响，则在靠近上述区域内，重点加装避雷器。

4 对部分无避雷线的末端线路补充架设避雷线，提高避雷水平

对部分未架设避雷线的由主线路至集气站场的分支电杆线路，补充安装避雷线支架，安装避雷线。

5 铜镀钢接地材料和可塑性接地模块的局部运用

35 kV生产管理中心线线路较短，但是其为普光生产指挥系统的供电电源，鉴于其重要性，对其接地装置进行升级改造，采用镀铜接地材料做水平体，铜镀钢接地极做垂直接地极，电气连接采用放热焊接，这样可以做到设施的接地系统终身免维护。同时通过可塑性接地模块和垂直接地极进一步降低接地电阻和加强系统的散流能力，避免系统自身的阻抗导致的地电位升高，引起线路跳闸。

6 效果分析

通过采取以上综合防雷措施，提高了杆塔接地电阻合格率，提高线路耐雷水平，减少了线路在遭受雷击时由于接地电阻不合格导致设备绝缘击穿而造成的事故发生，确保了电网设备的安全可靠运行。从改造至今一年来，只发生一起雷击跳闸事故，改造效果明显。

参考文献

[1] 交流电气装置的接地（DL/T 621-1997）[S].

[2] 防雷装置的设计、施工、维护和检测（IEC61024）[S].