對110kV輸電線路綜合防雷技術分析

施斐

摘要：隨著我國經濟的發展與電力需求的不斷增長，電力生產的安全運行問題也越來越突出。對于輸電線路來講，雷擊跳閘一直是影響高壓輸電線路供電可靠性的重要因素。加之由于近年來某些輸電線路所處地勢復雜在一些地面傾斜度大的地方很容易發生雷擊事故，出現擊穿電線等問題，應做好輸電線路的綜合防雷措施，保證輸電線路具備相應的防雷功能。本文作者結合工作實踐，針對110kV輸電線路的防雷技術措施和運用進行分析和闡述，可供大家借鑒參考。

關鍵詞：110kV；輸電線路；防雷技術；措施

110kV輸電線路的安全運行受到很多外界因素的影響。其中雷電會對110kV輸電線路的安全運行造成很大的影響，所以要對110kV輸電線路采取一定的防雷措施以避免雷電對其造成很大的影響。110kV輸電線路防雷措施的實施是一項復雜性、系統性的工程，在防雷措施的設計與施工時，我們應該充分考慮到現場的地形、地質、氣象等外界因素，再結合其他相同地質條件下施工工程的成功經驗，對輸電線路的布置和防雷技術進行合理的設計和實施。因此，我們要先對110kV輸電線路可能存在的雷擊風險進行分析預測，選擇合理的避雷措施，可以通過降低桿塔接地電阻、減小線路保護角、提高輸電線路絕緣度及架設避雷線等措施，從而最大限度地提高110kV輸電線路的防雷能力，降低雷擊風險。

一、雷電對110kV輸電線路的影響

我國的氣象條件變化較大，雷電天氣發生頻繁，在夏季雷電強度也很大。雷電的發生會直接影響到110kV輸電線路的正常運行，容易發生絕緣子閃絡、地線斷開等電力安全事故，對人們的用電造成嚴重的影響。另外，在一些地勢復雜、交通條件落后等地發生雷電事故的頻率更高，而這些地區的在進行線路檢查和維修時往往比較困難，從而導致這些地區的線路故障不能得到及時的解決，加大了電力事故的風險性，可能還會進一步引發更為嚴重、范圍更廣的事故，對人們的生命財產安全造成很大的隱患。由于110kV輸電線路一般采取架空線路的方式，輸電線路所處的地理條件會直接影響到線路的分布和架設，在地理環境惡劣的地區架設輸電線路會加大防雷設計的難度，雷電事故的發生率相對地理條件優越的地區也會更高。

二、線路雷擊跳閘的兩種主要表現形式

線路雷擊跳閘的主要表現形式有兩種：一種是直擊雷，一種是繞擊雷。直擊雷是指帶電云層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。直擊雷具有很大的威力，雷電壓可達幾萬伏，甚至幾百萬伏，瞬間電流也有可能達到十幾萬安，在雷電造成的通路上，物體會被高溫燒傷。直擊雷一般會造成該塔一相或多相瓷瓶閃絡，它多為擊于塔頂及塔頂四周的避雷線。另一種繞擊雷，是繞過避雷線擊于導線上，多發生在線路四周空曠地區和大跨越檔。一般會造成邊相瓷瓶串閃絡這種現象，迎著雷云走向的一側就是該邊相，當雷電流較大時，雷繞擊導線候，雷電流會沿著導線兩側傳遞，但這也會造成該檔相鄰的桿塔同相瓷瓶串閃絡，當較大的雷電流繞擊在靠一側桿塔的導線上時，也會造成該塔的瓷瓶串閃絡，但是由于雷電流過大，在通過桿塔入地時，過大的雷電流會造成塔頂電位高，這也會引起反擊，造成其它相瓷瓶閃絡。

三、常見110kV輸電線路綜合防雷措施分析

第一，降低桿塔接地電阻。當輸電吸納路通過山區時，由于山區線路多數處于高土壤電阻率地區，一些接地電阻的桿塔會超規，這時我們可以采取挖深接地坑道改善接地土壤率、加降阻劑的措施將超規的接地電阻降低在規定的范圍內，按規程要求，應該每兩年對變電站進出口1-2公里的接地電阻遙測以此，每五年對全線桿塔接地電阻遙測一次，發現不合格的接地電阻時，要及時進行更換處理。

第二，耦合地線和架設保護裝置。耦合地線和架設保護裝置可以共同形成一個全方位的高頻保護系統，可以將雷擊電流完全導入到地下。整個高頻保護系統由耦合電容器、濾波器、高頻電纜及線路阻波器等組成。其中，耦合電容器一般位于工頻高壓交流電線路和高壓交流輸電線路中，其基本原理在于其作為一個電容器將電力線與濾波器串聯起來，從而傳遞電力網絡信號，從而取到保護、控制、載波等多種作用。濾波器主要由調諧元件、接地閘刀、避雷器和排流線圈等幾個部分構成，再將其接入電力線載波機和收發信機等高頻電纜系統中，并與耦合電容器相互協調，以匹配高頻電纜和電力線路中的阻抗。線路阻波器主要由主線圈、保護元件及調諧元件等部分并聯而成。主線圈在電力線路中以串聯方式連接，利用工頻電流作為核心的電感設備，保護元件一般指的是避雷器，調諧元件是線路阻波器的回路調諧設施，有助于提高電壓和電流的穩定性，當110kV輸電線路發生雷擊事故，則阻波器能夠避免電壓對設備和線路造成損壞。一旦110kV輸電線路高頻保護系統出現障礙且發生雷擊事故，則可以通過這一手段分析和判斷故障原因。當載波機頻繁發出警告時，我們應對載波機進行全面而徹底的檢查，排除載波機自身故障后，再檢查高頻保護系統。在檢查高頻保護系統前，我們還需檢查近期110kV輸電線路是否受到雷雨割接和改道處理等外界因素的影響，從而可以最大程度地減小故障排查范圍，最后再利用選頻表測量高頻系統各點的電平，從而準確地判斷故障的影響范圍及基本性質，進而達到進一步縮小故障排查范圍的目的。還可由中間高頻保護通道部位起，全面檢查通道中載波機的全部導頻電平狀況，然后檢查線路阻波器、濾波器、耦合電容以及電纜等設備。

第三，裝設自動重合閘。電力系統中，當系統在一定的運行條件下運行時，常不可避免的有線路雷擊跳閘現象發生，但這種情況應該限制在一定范圍內。裝設重合閘裝置是線路防雷的一項重要措施，保證雷擊跳閘后的供電可靠性的一種方式是提高重合閘裝置動作的可靠性。

四、110kV輸電線路綜合防雷措施的應用

第一，采取不平衡絕緣手段實施防雷措施

在高壓輸電線路，尤其是超高壓輸電線路中，這種110kV輸電線路做防雷處理措施時，由于大多采用同桿架設的雙回路線路的方式，進行普通的綜合防雷處理起不到較好的效果，為減少雙回路雷擊事故的發生率，保證110kV輸電線路安全穩定運行，可采取可通過不平衡絕緣措施避免發生雷擊事故。利用不平衡絕緣措施把絕緣子片串接入110 kV輸電線路中，同時采取差異化布局，確保絕緣子片數量較少的部位首先出現閃絡現象，此時，閃絡后導線會轉化為地線，確保該導線可以跟其他導線互相耦合，從而使輸電線路的能夠穩定運行，提高110kV輸電線路的防雷效果。

第二，在輸電線路比較集中的位置設置引雷塔

對于線路密集位置和雷擊事故發生率較高的地方，可以采取設置引雷塔的措施來保護110kV輸電線路的安全，使其安全穩定地運行。引雷塔利用的是一種以“引雷消雷”原理為基礎的綜合防雷技術，通過塔頂的放電避雷針將強雷電作用所產生的電流向下釋放，最終將雷擊電流導入到大地，從而減少雷擊電流對輸電線的損害，保證輸電線安全穩定地運行。

第三，采用避雷器

在配電線路上安裝避雷器是世界各國廣泛采用防護雷電過電壓的一種方法。線路安裝避雷器候，當雷擊桿塔，雷電流會產生分流，一部分雷電流經過桿塔了流入大地；但是當雷電流達到一定值時，避雷器會介入，加入分流，一大部分的雷電流會通過避雷器流入導線，傳播到相鄰桿塔。當線路遭受到的是感應雷過電壓時，雷電流會沿著線路流動，并向導線兩側傳播，在雷電流達到一定值后，線路避雷器介入，會加入分流，大部分雷電流又會通過避雷器流入大地。線路避雷器與絕緣子并聯，具有良好的鉗位作用，即使雷擊電流增大很多，避雷器的殘壓也僅是些微增加，絕緣子仍不會發生閃絡，這是由于避雷器的殘壓低于絕緣子串50%放電電壓，這是線路避雷器防雷的重要特點。

五、結束語

綜上所述：為防止和減少雷害故障，設計中我們要全面考慮高壓輸電線路經過地區雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結合原有高壓輸電線路運行經驗以及系統運行方式等。通過比較選取合理的防雷設計，提高高壓輸電線路的耐雷水平。雷電活動是一個復雜的自然現象，需要電力系統內各個部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。

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