特高压输电线路的防雷接地分析

特高压输电线路的防雷接地分析

发表时间：2019-07-08T10:39:33.277Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：陆建光[导读] 摘要：防雷保护是开展1000kV特高压输电工程的重要内容，对全国特高压电网的建设具有重要的工程实际意义。

（东莞电力设计院 510009）摘要：防雷保护是开展1000kV特高压输电工程的重要内容，对全国特高压电网的建设具有重要的工程实际意义。为经济合理地提高特高压输电线路的耐雷水平，针对导线常用排列布置方案，采用国际公认且广泛使用的计算分析方法，研究雷电反击和绕击两方面对输电线路的跳闸特性，最终提出合理的防雷保护措施。

关键词：1000kV；特高压；交流输电线路；防雷保护随着我国经济的快速发展，对电能的需求不断的扩大，进而加大了对特高压输电线路的建设。通过对特高压输电线路的调查发现，雷击事故是造成特高压输电线路发生跳闸事故的主要原因。随着特高压工程的发展，电压等级的不断升高，雷击跳闸事故所占的比例不断的增加。特高压输电线路与其他高压、超高压输电线路相比，特高压输电线路具有输电能更强、杆塔更高、引雷的面积更广，同时也造成了特高压雷击事故更多。我国处于雷电活动强烈的区域带，并且特高压输电线路跨过绵延山区几千里，穿过各种复杂的环境，面临这种事故的考验，例如覆冰、污闪等。对于有效预防杆塔雷击事故的最有效的办法是降低杆塔接地电阻。特高压输电线路输送电能距离远，每个杆塔之间的距离长，进而每个杆塔所处的地理位置的土层不尽相同，这也就导致每个杆塔的土壤电导率也不一样。因此应合理的选取杆塔接地装置，这样不仅能够有效的保证输电线路的正常运行还能够减少雷击事故的发生概率，对我国发展特高压工程具有重要意义。

1.高压输电线路防雷的概述

目前，高压输电线路的闪电保护技术不完美，有一些潜在的危险。当前网格线接地装置通常是混凝土内部杆通过钢筋连接，一旦被闪电击中，很容易遭受雷电的力量，严重情况下会导致水泥电杆的破裂，造成事故。即使它不是被闪电击中，它也很容易破裂甚至在长时间暴露后，甚至会导致坍塌。在架空地面上，保护角度的等级与架空地线的安全具有更大的关系。如果保护角较大，非常不利于反规避的空中地面线路。就像杆子一样，高架线更容易被腐蚀，这在某些方面影响了放电的能力。雷击主要是基于地感应电荷，并且对雷雨云中的电荷具有中性影响。因此，电路的接地装置与雷击有重要关系。然而，电路在运行一段时间之后，在传输区域中使用的混凝土和还原剂也会被腐蚀，这对矿井也是潜在的危害。

2.特高压交流输电线路的反击耐雷性能 2.1特高压交流输电线路的预期雷击跳闸率 1000kV线路的雷击跳闸率预期雷击跳闸率应低于500kV线路的雷击跳闸率，后者可按前者的70%左右考虑，即大约0.095次/（100km·年）。考虑我国电网裕度较小，网架较薄弱，线路雷击跳闸率的要求相对要再提高一些。

2.2本标段塔型 1000kV同塔双回线路杆塔典型塔型如图1所示。根据国内外的研究成果和运行经验，同塔双回线宜采用平衡高绝缘方式，不采用不平衡高绝缘方式。

（a）I串；（b）V串图11000kV双回路铁塔塔型图 2.3同塔双回路反击跳闸率

表1同塔双回线路反击跳闸率

注：在“反击跳闸率”中，分子/分母代表双回线路反击跳闸率和折算至单回路的反击跳闸率利用最先进的EMTP算法算出铁塔上的各节点电压，通过分析是否超过绝缘子串所能承受的电压，便可确定该线路的反击耐雷水平。表1列出同塔双回线路的反击跳闸率计算结果，线路绝缘间隙距离考虑7.2m、8.0m和9.2m三种。间隙距离对跳闸率有很大影响。表1中同时列出采用相交法的绝缘闪络判据和采用先导法的闪络判据的计算结果。相交法计算的雷电反击跳闸率稍高于先导法的。在我国500kV线路中，同塔双回线路的绝缘水平一般比单回线的绝缘水平高。理由是：①同塔双回线路杆塔高度高，雷击时塔顶和横担的电位较高；②同塔双回线路的重要性更大。对于1000kV线路绝缘也可以这样考虑。双回线采用平衡高绝缘方式，绝缘间距暂且以8.0m计。折合至单回路雷电反击跳闸率为0.00456～0.00657次/（100km·年），远低于预期的雷电跳闸率。可以认为，对于同塔双回路，虽然反击跳闸率要高于单回路的，但只要采用相对较高的绝缘，其反击跳闸率仍然很低。占总的雷击跳闸率的比例也很小。而反击仍不是引起雷击跳闸的主要原因。

3.接地装置

3.1铜附钢接地

表2铜附钢在不同土壤中的腐蚀速度