供電輸電中的線路防雷問題

龐潤國

（廣西電網公司北海合浦供電局，廣西 北海 536100）

0 引 言

對于裸露在外的電路而言，由于尖端放電的原因，經常受到雷擊。因此，提高線路的抗雷顯得至關重要。桿塔接地是目前抗雷的一種有效手段，接地目的是雷電防護線或塔遭受雷擊時，雷擊瞬間電流可通過塔架和接地網流入大地，防止電源輸電線受到雷擊電流浪涌的影響，從而保證整個電源的安全可靠。由于電流需求量增大，有時會出現超負荷運行的情況，損耗不僅很高，而且導線連接點操作也不安全。因此，導線截面的選擇和防雷設計顯得十分重要。

根據實際工作經驗來看，大量輸電線路都經歷過雷擊、反擊和絆倒等安全事故。發電站和變電站的防雷設備措施中，接地線進線路長度為2～3 cm，如果天氣惡劣要延長電路的長度，否則會有很大的危險[1]。由于35kV電路的絕緣能力較低，即使裝了避雷針，也存在被雷擊壞的可能。如果沒有避雷線的進線段，需要用三角形導線的方式進行排列。針對采取了避雷的進線段采用門行塔桿，有些地區的35kV電路多出現老化現象，需要進行實時監測，及時更換。目前，很多塔桿是使用混凝土塔桿，在少數變電站才會出現人工接地塔桿。相對而言，混凝土塔桿防雷能力較差，易受到雷擊的影響。因此，跳閘可能性很高。以上35kV輸電路線都存在一定的雷擊風險。下面針對目前輸電線不合理的地方進行了分析。

1 主要存在問題

1.1 設計不合理

設計不合理主要體現在桿塔線路接地網設計不合理，在很多偏遠的地方仍然使用20世紀八九十年代的輸電線路。由于當時設計的標準偏低，使用的接地鋼材多為扁鋼，不耐腐蝕，長時間運行后阻力會變大，接地不符合防雷要求[2]。因此，在當前的使用功率電流下，防雷能力的偏向較弱。隨著人們生活水平的提高，對電器的功率需求越來越大，此類電路在長時間、大功率情況下運行易受到損害。設計不合理主要是由于線路陳舊引起的。

1.2 接地腐蝕

在社會發展過程中，由于能源材料的不斷消耗和工業發展爆棚，局部地區產生酸雨等較強的腐蝕性液體。這對常年深埋于地下的線路十分不利，極易出現接地網腐蝕，造成電阻增大。使得碳鋼變脆、分層、松散，甚至破碎。對于氣候惡劣或者受到大氣污染嚴重的地區，接地腐蝕更顯嚴重。而對于靠海地區，由于海水或者海風中帶來NaCl成分，在長期使用過程中，鋼材會受到不同程度的腐蝕，其鋼材的電阻也會增大，進而造成接地不良。

1.3 施工不達標

在避雷工程中，接地電路是深埋于地下的隱藏工程，因此使用質量不易保證，達不到工程要求也是常有的事情。高壓線路全線施工線路長，涉及土壤各有不同，地質環境有很大的差異。所以，在施工過程中時，如果整條電路都采用同一種標準，易造成線路搭建過程中出現不合理的情況。另外，當監督施工督促不到位時，會使埋于地下的防雷接地線路不夠，甚至部分裸露在土壤外。施工采購中，存在以次充好的情況，使得次品流入電路網絡建設中，可能平時不會出現嚴重的問題。但是，當受到雷擊或者較大浪涌電流時，由于電阻大等其他原因，會使某個局域區域的電路輸電線癱瘓，從而影響整條輸電電路的正常運轉。

2 主要的防雷措施

為了保證電路的正常運行，從避雷相關設計、電路線路防腐蝕、加強電路的絕緣能力，增加和保證接地改造以及保證電路施工等方面，針對35kV輸電線路提出了以下防雷措施。

2.1 確保設計的合理性

對于較長的輸電電路而言，在線路上加裝線路控架避雷針，安裝了避雷針之后，電路受到雷擊時可能沿著線路進入大地，確保架空整條輸電電路的安全性和可靠性，不僅減小了電路受到雷擊的概率，還能形成電路分路，屏蔽電路上的感應電壓。此外，在降低電線桿的電阻后，可以在線路上裝設避雷器。避雷器和絕緣子并聯在塔桿上，當其一受到雷擊后，避雷器會放電，避免絕緣子再次閃絡導致輸電線路發生跳閘。兩種方式都可以達到防雷作用，但是，避雷器的價格過高，在設計時應根據實際情況選擇合適的應對措施。

2.2 提高防腐能力

相關研究結果證實，對于35kV輸電線路塔架的接地，如果接地網有嚴重的腐蝕問題，會大大降低防雷效果，對整條線路運行的安全性極其不利[3]。因此，對于35kV的輸電電路和塔架而言，有必要采取相關的保護措施，主要包括以下兩點。第一，對于未嚴重腐蝕的接地網，可以通過修改將其連接到新的接地網。通過多點連接節省人力物力，達到兩倍的防腐效果。第二，對于腐蝕問題較嚴重的接地網，需重新鋪設并采取相應的保護措施。

為了有效控制接地網的電阻值，在改建過程中應加入相應的膨潤土防腐防還原劑，以提高接地網的防腐蝕性能，加入的防腐蝕劑后，既能達到防腐蝕效果，又不會對周圍的土壤產生危害。在接地引下線的對接過程中，應從接地位置向水平接地位置施加相應的瀝青，以避免電化學腐蝕問題，適當添加瀝青，會提高接地的防腐蝕效果，延長電路壽命。

2.3 提高電路絕緣能力

絕緣子對于輸電線路的絕緣效果有著決定性影響，提高電路的絕緣能力，在一定程度上能提高線路的耐雷能力。絕緣子強度高、重量輕，在我國輸電線路中得到了廣泛應用，在選擇絕緣子時，需要根據實際情況選擇。在電路中也可以加入高壓斷路器，當電路沒有受到雷擊和電流沖擊時，高壓斷路器對電路不起任何的干擾作用。當受到雷擊時，高壓斷路器可瞬間被擊穿，使大電流直接流入大地，達到防雷的效果。高壓斷路器有陶瓷類型和絕緣油類型，在我國普遍采用陶瓷式高壓斷路器。

2.4 改造接地裝置

重建接地裝置，挖掘檢查所有接地裝置，主要檢查安裝位置、深度、腐蝕程度以及接觸情況等。施工前應做好技術措施，確保接地裝置的橫截面、長度、接地形式和深度符合規定要求，并在土壤電阻率較高的地方使用導電水泥，確保接觸良好。接地體頂面埋深深度應符合設計要求，當無規定時，不宜小于0.6 m。角鋼和鋼管接地體應垂直排列。除體外接地，接地體引出線垂直部分和接地裝置焊接部分應進行防腐處理；在進行防腐處理之前，必須對表面進行生銹處理，去除焊縫處殘留的焊劑。垂直接地體的間距不應小于其長度的2倍。水平接地體的間距應符合設計要求，當無設計規定時不宜小于5 m。應保護接地線免受機械損壞和化學腐蝕，管道或角度用于保護地線免受損壞。例如道路、鐵路和管道。接地線應在墻壁和地板上安裝鋼管或其他強力保護套。接地干線應將兩個或多個不同的點連接到接地網。自然接地體應在兩個不同的點及以上連接到接地電源或接地網。每個電氣設備的接地應通過單獨的接地線連接到接地干線。鋪設接地體后，回填物不應含有石塊和建筑垃圾，外面的土壤不得腐蝕。在回填時應分層并壓實。在重建接地裝置的同時，將接地導體一起改造，避雷導體或橫臂通過鋼絞線與接地裝置直接連接。

2.5 保證施工質量

在接地網的掩埋操作期間，由于在淺層土壤中存在大量雜質和化合物，上述因素可能導致濃差電勢的產生。濃差電勢的存在使得接地氣體的腐蝕速率明顯加快。因此，要先了解接地土壤的酸堿度。為了延長接地網的整體使用壽命，提高運行性能的穩定性，應適當擴大接地網的埋深。一般情況下，必須控制接地網的深度大于0.8 m，接地體回填每30 cm應夯實一次。在接地網的焊接操作過程中，必須嚴格按照相關規范標準完成。針對采購剛材方面，統一進行整條電路的線材采購，以防次品流入輸電網絡建設中。

3 結 論

目前，我國35kV輸電線路的耐雷擊技術改進已取得一定的成績，但是，在設計和運行中，對當地雷電活動信息掌握的不夠全面，未能全面考慮電路設計中各種大范圍長線路的地形結構，甚至存在技術或者施工不達標的情況。這些不穩定因素很大程度上影響我國35kV電路的防雷能力。從設計、施工和腐蝕分析角度進行分析，提出了多種改造措施，希望使35kV輸電線路的防雷效果達到最佳水平。