摘要：近年来经济的快速发展，人们对电能的需求不断的扩大。在特高压建设的过程当中，雷击事故在所有事故排行榜中居于第一位。为了增加特高压输电线路的绝缘等级，其输电线路都会架的很高，但是这样也增加了雷击事故的发生率，因此对于雷击事故研究能够为特高压输电线路的设计提供参考依据，具有重要意义。本文就特高压直流线路防雷接地经济性优化设计展开探讨。
关键词：特高压；直流线路；防雷接地；经济性；优化设计
1接地装置
1.1铜附钢接地
铜附钢故名思议就是将铜与钢通过电镀工艺合成一中新型材料，此种新型材料既有钢的强度又有铜的良好的导电率以及耐腐蚀性能。铜附钢型号的选取和土壤层中的酸碱度有关系。在使用铜附钢作为接地材料时，应首先进行电化学实验，根据电化学实验的结果选择铜层的厚度以及横截面积。铜附钢在不同的土壤中腐蚀速度如表1所示。根据电气工程接地用铜附钢技术条件中的要求，各种型号的铜附钢中铜的厚度不能够小于0.25mm，假设铜附钢的使用寿命为30年，则允许铜附钢的腐蚀率为0.25/30=0.008mm/a，通过查表可以发现，其腐蚀属于最强的一列，达到了Ⅲ强腐蚀性，在实际工程当中，铜的厚度一般不小于1.8mm，这样既可以抵抗强腐蚀性又能够增加杆塔的使用寿命。通过调查发现，对于水平接地网最好采用铜附钢圆线，而对于垂直接地最好采用铜附钢棒材。由于工艺限制很少使用套管冷拉铜附钢，因为在进行抻拉的过程当中容易使铜层不连续，进而导致出现断层的现象，所以在实际工程中很少使用铜附钢套管。铜附钢的优缺点如表2所示。
表1 铜附钢在不同土壤中的腐蚀速度
1.2接地模块
接地模块是由导电性、耐腐蚀、稳定性好的石墨材料和其他辅助材料经高压压制在金属电极芯上形成高致密的物理导电层，使接地体的表面积增大，增加与土壤有效接触面积；且表面呈微孔状，减小接地体与土壤间的接触电阻，进一步改善接地体的导电性能。接地模块曾批量应用于多条500kV及220kV线路，根据运行经验，使用效果明显，特别是对于少雨、地形地质较差地区，在普通接地圆钢无法满足要求情况下，能较快降低接地电阻，常用于土壤电阻率大于2000Ω•m的地区。其缺点是对于高电阻地区，部分地形狭窄，敷设场地受限塔位，因采用模块数量过多，岩石地质开挖困难，使用不方便；存在模块连接焊点腐蚀严重，模块本体开裂等问题，目前特高压的运行时间较短，其实际运行寿命有待检验。
1.3离子接地系统
离子接地系统主要是在接地装置控制中，由前端引线给出，电极单元控制的离子活性物质，其对应的离子缓冲材料由四部分组成。整个离子接地系统的运行中，其对应的系统运行介质通过电导率控制，形成新的导电材料，并且在导电材料的形成控制中，其对应的通气孔整合会和具体的管壁气孔运行结合，在外界影响因素的控制形成中，出现了整个离子系统运行的体系改变。当接地系统运行中，其对应部分的离子变化会和接地线控制中的材料性能结合，以此实现对整体的系统运行管理能力控制提升。同时在离子电导系统的运行中，其对应的离子变化转换和具体的接地区域土壤强度相关。由于离子接地系统的运行中，其对应的系统安装便捷，施工形式简易，适用于野外条件较为恶劣的线路接地防雷设计处理中。
1.4镀锌钢接地
镀锌钢也是当前使用较为广泛的接地装置，镀锌钢被广泛使用的原因主要是因为其价格较低，并且镀锌钢还具有降租效果好以及运行方便等优点。镀锌钢主要应用于土层电阻率小于2000Ω/m的地理区域。镀锌钢在理论上腐蚀速度较慢，腐蚀速度为0.005mm/a，接地体的直径最小为8mm，加入采用直径为12mm的镀锌钢，通过计算可以得到其使用年限，使用寿命为40年。但是在实际情况下，由于接地体会受到空气和水的双重作用以及在施工中导致镀锌钢表皮的破损等原因的存在，导致其被腐蚀速度加剧，按照在空气和水下的腐蚀速度计算，同样采用直径为12mm镀锌钢，其使用寿命缩减到了18年左右。
2接地装置经济性评估优化设计
接地装置经济性评估优化设计是在特高压直流线路输电管理中，为了提升整体的输电线路管理水平而采取的一种输电线路架设工作，在整个防雷接地优化设计中，应该重点将防雷优化设计中的经济性评估工作开展好，这样才能满足特高压直流输电线路架设管理中的线路传输管理工作开展需求。按照经济性控制中的衡量因素，及时将接地装置优化设计中的评估管理要点落实，保障在后续的特高压接地线路运行管理中，能够发挥出其应具备的接地管理效果。具体的评估设计如下：由于特高压直流输电防雷接地管理中，其对应的电阻率影响和接地管理具有明显的电镀性，因此针对其接地防雷工作，应该重点将防雷处理和接地安全管理结合，这样才能保障在其接地管理工作的控制中，能够将对应的接地管理经济性体现出来。其对应的接地材料应用如表3所示：
表3 接地装置材料价
结语
在高压输电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数占40%～70%。对于特高压输电线路，随着杆塔的增高，更易发生雷击闪络，对其线路防雷性能和经济性的研究对特高压交流输电线路的设计、建设和运行具有重大意义。通过本文的研究和分析，将防雷接地经济性装置的选择归纳为铜覆钢接地体、离子接地系统和接地模块三方面。对应的接地防雷经济性设计中，以土壤电阻率作为经济性设计标准，将电阻率控制在2000Ω•m，以此作为经济性设计中的衡量性因素。通过这种经济性设计，按照不同的接地防雷电阻设计，去选择对应的防雷接地装置，以此促进特高压直流线路防雷接地经济性设计能力转化。
参考文献
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论文作者:许朝平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：防雷论文; 线路论文; 特高压论文; 经济论文; 离子论文; 镀锌论文; 装置论文; 《电力设备》2019年第3期论文;