袁俊 赵玺 张剑鹏 曾宬 陈德凯
云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650000
【摘要】雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象，产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性，雷电发生过程中常伴有强烈的阵风和暴雨，有时甚至还伴有冰雹和龙卷风，发生雷电时一定程度上会威胁到电力系统输电线路的安全，尤其是在雷电发生比较频繁，而地势又非常复杂的地区，输电线路经常性遭受雷电的威胁，所以要重视杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的研究分析，要尽可能地降低杆塔接地电阻，进而有效保证同塔多回线路防雷性能。
【关键词】杆塔接地电阻；防雷性能；研究；同塔多回线路
0、前言
同塔多回线路在我国输电系统中应用越来越广泛，因为其线路垂直排列，导线之间高度差比较，所以杆塔接地电阻对同塔多回线路的影响程度也存在一定的差异，杆塔的位置、杆塔的呼高、绝缘子的绝缘距离等会对杆塔防雷性能有一定影响，特别是杆塔接地电阻会对杆塔电位分布产生非常直接的影响，对杆塔的防雷性能影响非常大，所以在设计同塔多回线路的过程中必须综合考虑绝缘强度与杆塔接地电阻的安排，要重视以最低的成本来合理安排绝缘强度，并让杆塔接地电阻防雷性能达到最高水平。
1.杆塔模型的不同对接地电阻有一定的影响
在遭受重大雷击时，杆塔接地电阻对多回线路的影响主要会体现在从杆塔塔尖到甘塔塔底的点位上，其对绝缘两端的电位差有非常不利的影响。一般杆塔模型的不同，对杆塔等效电路的影响也完全不同，所以说不同杆塔模型对杆塔接地电阻的影响有一定区别的，我国对杆塔接地电阻对同塔多回线路防伪性能的影响做过很多的相关研究分析，目前比较具备权威的是将杆塔分为集中电感型、单波阻焊型以及多波阻焊型三种不同的类型，不同模型的杆塔对多回线路防雷性能的影响也完全不同。本次研究过程中分别从110kv、220KV、500KV、1000KV的杆塔中各选取一种作为研究的对象。研究表明，当接地电阻阻值到达一定的高度后，绝缘子模型不会对杆塔的耐雷水平有任何影响，而且上述几种类型的杆塔防雷性能都比较一致，所以当杆塔接地地主到达一定高度时，其是有利于防雷性能提升的。但若杆塔接地电阻比较小，则会使杆塔的防雷性能大大降低，而且因为不同类型的杆塔，其临界值完全不同，所以对杆塔同塔多回线路防雷水平有非常不利的影响，这种情况下一般电压等级与临界值呈正比关系，临界值会随着电压等级的增大而增大。一般当杆塔接地电阻比较小时，杆塔模型中的集中电感型的杆塔塔顶电位，在塔顶电位以及绝缘子两端的电压比多波阻焊型杆塔模型的电压要大很多，但是防雷性能却截然相反。但当接地电阻超过临界值，则会让两者之间的电位变化趋向一致，一般在接地电阻的大小固定过程中，当电压等级逐步增长时，多波阻焊型杆塔从计算结果来看，其是比集中电感型杆塔更高的。
所以无论杆塔的电压等级多大，其都存在一个临界值，当接地电阻超过临界值时，则接地电阻的大小一定程度上决定了杆塔塔顶的电位及防雷功能，而杆塔本身的波阻抗或集中电感值不会产生任何影响，相反则需要注意到杆塔模型这个影响因素。在设计输电线路防雷功能的过程中，要注意接地电阻越小，雷击跳闸的可能性就越小。所以可以根据输电线路设计实际情况将接地电阻降到临界值以下，这有利于减少防雷功能设计耗费的成本。
2.1接地电阻对同塔多回线路防雷性能影响分析
输电线路杆塔的接地装置需要通过杆塔或引下线进行有效连接，从而将雷电流通过接电线引入大地，进度避免雷电对输电线路造成影响，有利于维护输电系统运行的安全稳定性。如果接地的电阻是比较小的，雷击过程中绝缘子串子的电压也处于比较低的状态，因此其发生击闪络的概率也非常小，有利于提升杆塔接地的防雷性能。
比较典型的220KV的同塔双回线路在不同接地电阻的影响下，其抗雷击性能的也会存在很大的差异，通过表1的研究分析可知，杆塔的防雷性能会随着接地电阻的不断增大而不断下降。
另外，杆塔所在区域的土质情况也是接地电阻对防雷性能的影响因素，一般降低接地电阻能够提升线路的抗雷击水平，但这是针对就泥土比较厚的地区而言的，对石子比较多、植被覆盖率非常低的区域则截然不同。除此之外，杆塔的模型类型、电压等级情况以及不同相导线对杆塔接地电阻的防雷性能有非常直接的影响，要重视对这些影响因素的研究分析，并提出相应的对策来保障杆塔接地电阻对同塔多回线的防雷性能。
2.2具体案例的研究分析
杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响一直是输电线路系统防雷研究的重点内容之一，目前我国输电系统杆塔接地电阻提升防雷性能的主要有同塔双回、4回及6回线路等，同塔多回线路是呈垂直方式排列的，导向高度相差会比较大，而且接地电阻对每相导线的防雷水平都会有非常大的影响，具体影响分析如下所述。
2.2.1接地电阻对110KV的同塔4回线路防雷性能的影响
杆塔接地电阻的同塔4回线路所有线路加起来共12根，自上而下可以将其划分为六层。而对110KV同塔4回线路各层防雷性能的影响研究分析，发现同塔多回线路各层的绝缘子两端电压会随着电阻的的不断增大而增加，而与之对应的各个层次的防雷性能也会有所下降，到实际变化过程存在很大的区别，一般是第1、2层的变化趋势非常平缓，在接地电阻比较小的情况下，绝缘子两端电压也会保持在比较低的状态，但由于第1、2层与雷击点的间距比较小，一定程度上会造成两端电压增大，所以会导致其防雷水平不断下降，在遭受雷击之后，非常容易出现闪络的问题，对输电系统的安全稳定性有一定影响。
2.2.2杆塔接地电阻对220KV同塔4回线路防雷效果的影响分析
220KV4回线路的变化规律与110KV同塔4回线路变化规律有一定的相似性，所以其在研究过程中也使用的先导发展模型，一般在220KV同塔4回线路中的接地电阻小于100欧母时，就会导致原本比较平缓的变化变得非常不平缓，但因为在先导发展模型中，一般线路的防雷水平和雷电击穿过程中的绝缘子两端电压波形是紧密相关的，这也表明绝缘子两端的电压值并不能发挥决定性作用，所以仅从绝缘子电压峰值来看，并不能准确分析出杆塔接地电阻的耐雷水平及防雷性能。
3、结语
总而言之，杆塔接地电阻是杆塔多回线路最为直接的影响因素，通过研究分析可知杆塔模型会直接影响到杆塔防雷质量水平，而且因为每种等级的杆塔都会有一个临界点，当这个临界点大大的超过杆塔接地电阻时，杆塔电阻一定程度上会决定杆塔的塔顶电位，而且会直接影响到杆塔的埋雷水平，但当其没有超过接地电阻时，则杆塔的耐雷水平是受杆塔模型与杆塔接地电阻影响的，因此在杆塔接地电阻对同塔多回线路的设计过程中，接地电阻设计要控制在15Ω，要有效控制跳闸频次。
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