110KV及35KV送電線路防雷技術的分析

皮昌林

（興義市電力有限責任公司，貴州 興義 562400）

1 雷擊性質

雷擊通常分為直接雷擊和感應雷擊兩種。雷云對地面物體直接放電的現象叫直接雷擊。在送電線路附近,雷云對地放電時,因電磁感應而產生強大的電動勢對送電線路造成的沖擊叫感應雷擊。在雷電直擊于架空線路后,雷電波將以極高的速度沿線路向兩側傳播,這種在導線上流動的雷電波叫雷電侵入波。在農網建設與改造過程中,切實加強防雷措施,可以提高農網供電可靠性。

2 防雷問題分析

2.1 客觀存在的問題由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性，目前世界上對送電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分，再加上送電線路處于大自然環境中，遭受自然破壞可能性極大。此外由于現在觀測技術上的局限性，還無法準確測量和捕捉到線路遭受的每一次雷擊的技術參數。比如對送電線路造成跳閘的主要原因是反擊還是繞擊等問題。這造成防雷措施針對性不強。

2.2 設計方面存在的問題

在20世紀80年代建造的110kV及以下線路設計時均未提供土壤電阻率，接地電阻設計值隨意性大。由于山區大高差、大擋距。也普遍存在保護角偏大，避雷線對導線屏蔽效果不良等問題。

2.3 運行維護方面存在的問題

第一，因送電線路不斷老化，原有送電線路接地電阻普遍較高，在許多遭受雷害的送電線路桿塔中。普遍發現接地電阻值偏高的現象。據分析，有的是歷史因素造成的，如高山土壤電阻率偏高；有的是設計參數不當，施工不當；而有的是多年運行后逐漸升高的，如線路接地改造不到位、未能有效降低現象等。

第二，線路桿塔接地也存在比較嚴重缺陷，送電線路接地裝置存在相當數量的不良缺陷，如：接地裝置年久失修、殘缺不全、接地電阻逐年增加、降阻劑嚴重腐蝕接地體，這些損壞的接地裝置將導致耐雷水平嚴重下降，甚至可使雷擊跳閘率成倍上升。運行中許多事例充分說明接地裝置不良與雷擊跳閘率升高有著直接的因果關系。

第三，接地改造質量控制不嚴，未達到預期效果，接地裝置改造是一項隱蔽性的工程，如果沒有實施中間環節的有效檢查監督，而只作最后階段的象征性驗收，往往要留下隱患，如偷工減料、投機取巧等影響線路耐雷水平的不良手段就在所難免，因此不少接地裝置改造并未收到實際的效果。

3 防雷措施

對于線路防雷工作，應按照“層層設防，突出重點，因地制宜，兼顧財力”的原則進行，有針對性地采取各種有效措施為線路設置一道道有力的屏障，防止雷電波的侵入，提高線路的耐雷水平，從根本上降低雷擊跳閘率。

3.1 架設避雷線

架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：一、分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；二、通過對導線的耦合作用可以減小線路絕,緣子的電壓；三、對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所占的比重也愈低(一般不超過線路的總造價的10%)。110kV線路應全線架設避雷線。為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，保證雷電不致繞過避雷線而直接命中導線，應當減小繞擊率。避雷線對邊導線的保護角應做得小一些，一般采用20°～30°。為了起到保護作用，避雷線應在每基桿塔處接地。

3.2 防雷設計

設計時要考慮山坡坡度對某些桿塔的影響,運用有效屏蔽角公式計算校驗避雷線有效保護角。在以往進行防雷設計時,只要求遵照規程規定滿足桿塔避雷線保護角的要求就行了,忽略了山坡角對防雷保護角的影響,這就造成了桿塔防雷保護角不能滿足防雷設計的實際要求,增加了線路閃絡次數,影響了電網安全運行。針對我市運行線路容易受繞擊的情況,建議采用有效屏蔽角計算公式校驗桿塔有效保護角,以便設計時針對保護角偏大情況采取相應措施以減少雷電繞擊概率。

3.3 裝設線路自動重合閘裝置

輸電線路遭受雷擊跳閘一般都是瞬時性接地故障，大多數情況下都能在線路跳閘后自動重合成功，因此，裝設線路自動重合閘裝置，能大大提高線路的供電可靠性。

3.4 降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻阻值的高低是影響桿（塔）頂電位高低的關鍵性因素。桿塔接地電阻如果過大，雷擊時易使桿（塔）頂電位升高，對線路產生反擊。若接地電阻滿足要求，則雷電波侵入時，絕大多數雷電流將沿著桿塔導入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運行。

3.5 加裝線路避雷器

避雷器應用在線路上作為防止直擊雷防護，在國內已有十余年的應用歷史，目前架空輸電線路上裝設的避雷器，運行情況良好。雖然應用避雷器對架線線路進行防雷保護的機理和理論還有疑問和爭論，但它確實能消除或減少架空線路受雷擊的事實已被越來越多的人認識與接受。

3.6 裝設耦合地線

對于已經架設了避雷線且經常受雷害侵襲的桿段，若接地電阻受條件限制很難降低時，可在導線下方增加一條架空地線，稱為耦合地線。耦合地線雖然不能減少繞擊率，但能使該基桿塔地網與相鄰桿段的地網得到良好的連接，相當于埋設了連續伸長接地體，這樣當雷電反擊線路時能增大對相鄰桿塔的分流系數和導、地線間的耦合系數，間接地降低了桿塔的接地電阻，從而保護線路不發生閃絡。一些經常遭受雷擊的線路在加裝了耦合地線后，線路雷擊跳閘率降低了40~50左右。

3.7 應用雷電定位系統進行分析

雷電定位系統是一種全自動實時雷電監測系統。當線路發生雷擊跳閘時，雷電定位系統能準確定位雷擊桿塔，幫助巡線人員及時查找故障點，大大節省巡線人員的故障巡視時間，使線路及時恢復供電，確保線路的供電可靠性。同時，通過對雷電定位系統的統計分析，能及時掌握雷電活動的規律、特性和有關數據，對防雷工作大有裨益。

結語

由于輸電線路對于保“網”的重要地位，如何減少輸電線路的雷害事故成為電力系統安全穩定運行的一項重要課題。架空線的防雷工作是一項長期復雜的系統工程,從工程設計階段就要認真加以考慮,應根據本地的實際情況,采取切實可行的防雷方案,選用質量可靠的電氣設備和可靠性高的防雷設備。同時真正按照等電位的原則,做好符合要求的共用接地網,綜合考慮防雷與接地,只有這樣輸電線路和設備才能避免遭受雷擊。

[1]許穎.淺析避雷針（線）防直擊雷作用[J].防雷世界，2003，（12）.

[2]胡正斌，羅先明.避雷器在山區輸電線路防雷中的應用[J].科技資訊，2008，（29）.