输配电线路接地电阻对防雷技术影响分析

韩晓伟

摘要：近些年我国经济迅速发展，人民生活水平日益提高，然而社会的发展离不开能源的消耗。鉴于我国基本国情与能源发展现状，中国能源资源与负荷中心呈逆向分布，因而建成的高压及超高压线路输送量大、跨度长，跨越地区大都气候多变，地形复杂，对防雷技术有着很高的要求。2019年一、二季度，全国用电量3.398万亿千瓦时，同比增长5.0%，2019年7月中东部地区用电更是连创新高，持续增长的高负荷与季节性雷暴天气影响，给电网运行维护带来了极大挑战。为尽可能消除雷电给输配电线路带来的负面影响，除了预先在杆塔装设避雷线负角运行外，还可以设置线路避雷器限制过电压，安装接闪器承载直击雷放电，通过技术手段尽可能减小接地电阻等。

关键词：电力系统;接地电阻;防雷技术

引言

电能作为重要的二次能源，在国民生活中占有举足轻重的地位。输电线路作为电能传输的通道，是电力系统的重要组成部分，然而也是电力系统最薄弱的环节。由于输电线路分布区域广，绝大多数处于室外，经常处于大风、暴雨、雷电以及各种不确定因素的环境下，从而给电力系统的运行造成威胁。雷电作为常见的自然现象，是导致输电线路出现故障的重要因素。由于雷击引起输电线路的过电压可达到几百万伏，这一过电压也称为外部过电压或者大气过电压，如果这一大气过电压在系统内传播，就会给系统中的电气设备的绝缘带来极大威胁。加强防雷接地设计和设备维护，可以减少或防止此类问题的发生。

1输电线路受到雷击的形式

输电线路雷击形式主要分为以下几种：第一，雷电感应。雷电感应分成静电感应与电磁感应，雷电流可以在其周围空间形成较大磁场，该磁场四周导体会产生特别高的电压，容易出现二次放电现象，破坏周围电气设备。第二，球形雷。此种雷击形式比较罕见，根据研究资料得知，球形雷能够通过门窗進入到房屋内部，对居民的生命安全产生较大威胁[1]。第三，直击雷。一旦发生直击雷现象，在短时间内会产生特别大的雷电电流，电流侵入到地表，与雷击区域相接触的金属设备，会产生较大的对地电压，进而引发大规模的触电事故。

2降低接地电阻的主要措施

2.1垂直接地体降阻手段

降低接地电阻的主要措施之一是垂直接地体降阻手段。在装设接地网时，由于不同土质其电阻率不同，同一土质因湿度与温度变化其电阻率也存在着差异，此外，还应考虑地形地貌、可装设面积等因素。对于含水量丰富或因其他元素导致土壤电阻率较低的地区，应该充分考虑架设垂直接地体的必要性，与此同时，若因面积受限导致水平接地体无法达到预期的降阻效果，也应考虑垂直接地体的可行性。但这并不意味着垂直接地体的数量越多，深度越深，降阻效果越好。若单位面积内垂直接地体装设数量过多，降阻率将趋于饱和，其深度也应视实际地形土壤情况而定。（1）使用降阻剂降阻。降阻剂是一种导电性良好的材料，将其灌注于接地体周围，可在渗透周边土壤后利用自身导电性良好的特性同步降低土壤电阻率，达到减小接地电阻的效果。此外，通过连接接地体与导电性得以改善的土壤，达到扩大散流面积的目的。此法适用于小型接地网或集中型接地网。（2）运用降阻模块。由于降阻剂可能污染、腐蚀接地体，分布不均还会导致降阻效果不及预期等问题，故仍需通过其他方法得到进一步改善。降阻模块就是一种新解决方法，降阻模块是加入胶黏剂后通过物理方法将降阻剂与接地模块整合，由电导率高的金属引线将主地网与降阻模块结合起来，达到更为稳定的降阻效果。（3）爆破接地技术。通过局部小规模爆破将土壤电阻率较高或岩石较多的地下空间腾出缝隙，再将低电阻率材料通过灌注填充缝隙，从而通过缝隙间的低电阻率材料将接地网与电阻率较低的土壤层或水层等形成接触，扩大了接地网的散流面积，有效降低了接地网电阻。

2.2采用合适的防雷接地装置

降低接地电阻的主要措施之二是采用合适的防雷接地装置。接地电阻是防雷措施中一个重要的参数，在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的，所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置，使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大，线路遭受雷电袭击时，杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象，导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位，对输电线路绝缘有一定的好处。输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境，受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应，通过导线将接地体与避雷线相连接，埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢;由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高，为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积，接地网的电容与其面积成正比，电容值越大对应的电阻值将会越小;增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻。

2.3应用不平衡绝缘防雷方式

降低接地电阻的主要措施之三是应用不平衡绝缘防雷方式。最近几年，我国电力企业在政府部门的大力倡导下，正在积极努力地进行高压输电线路、特高压输电线路的建设活动，其最终目的就在于提升电力企业的整体供电效率以及供电质量。在这种情况下，双回路电线架设电线的方式应用频率正在逐年提升。该种电线架设方式不仅可以极大地降低线路的占地面积，同时，还可以降低电线架设成本，但是在该种架设方式下，相关技术人员需要应对雷击导致大范围停电的问题。在这种情况下，差异化防雷技术的应用就显得尤为必要，而不平衡绝缘防雷方式属于差异化防雷技术的一种。该种技术主要指的就是在2个线路回路之间设置数量不等的绝缘子，当线路出现雷击问题之后，存在绝缘子数量相对较少的线路就会最先出现闪络现象，当闪络现象出现之后，可以有效提升另外一个回路电线的耦合性，进而提升输电线路的抗雷击能力。值得注意的是，相关的管理人员在实际应用该种方法的过程中必须要不断地强化对于各个线路的安全维护频率，制定出具有较强针对性的定期维护方案，并依照方案严密的审查各个输电线路段的磨损程度情况以及绝缘层绝缘子数量流失信息，一旦发现问题要及时进行处理，避免问题扩大化，同时还要严格的依照线路原件的使用年限规定对其进行更换处理，以此来降低雷击问题出现对输电线路造成的不利影响程度。

结语

总之，通过对输电线路防雷设计要点和运维方式进行多角度分析，例如调整接地装置、合理设置绝缘避雷线、安装线路避雷器、科学选择输电线路检修模式、制定完善的输电线路检修保养制度等，可以保证输电线路防雷设计方案得到更好实施，真正达到提升输电线路运维水平的目标。

参考文献

[1]王日辉，鲁志伟，王永利，等.线路避雷器对66kV同塔双回输电线路防雷性能影响的研究[J].东北电力大学学报，2019，39（5）：17-22.

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[4]薛涛，张忠，韩勇，等.输电线路运行安全的影响因素以及应对策略探索[J].电子元器件与信息技术，2019，3（8）：30-32.