110kV高壓輸電線路防雷保護(hù)探討

摘 要：文章通過對(duì)110kV高壓輸電線路遭雷擊的危害性以及雷擊跳閘的成因進(jìn)行分析，探討出110kV高壓輸電線路綜合防雷的幾點(diǎn)保護(hù)措施，其中包括分析雷電參數(shù)、架設(shè)避雷線、安裝線路型避雷器、架設(shè)耦合地線等關(guān)鍵技術(shù)，以期更大程度上預(yù)防高壓輸電線路的雷擊事故，確保電力輸送的安全、穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：高壓輸電；防雷保護(hù)；安全；措施

1 110kV高壓輸電線路遭雷擊的危害性

110kV高壓輸電線路是我國電網(wǎng)的重要組成部分，其安全運(yùn)行是整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障。就目前來看，輸電線路遭受雷擊后受到的傷害主要表現(xiàn)為兩種：雷擊跳閘和斷線，其中以雷擊跳閘發(fā)生的概率最大。若輸電線路滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)受到雷擊而跳閘，將可能導(dǎo)致此輸電線路上的過多載荷釋放不出去，進(jìn)而造成整個(gè)電網(wǎng)瓦解的事故，從而進(jìn)一步擴(kuò)大事故的危害性。所以雷電對(duì)于高壓輸電線路有著巨大的安全隱患，在輸電線路的設(shè)計(jì)中，必須提高其防雷擊能力，以確保線路的安全運(yùn)行。

2 雷擊110kV高壓輸電線路跳閘成因分析

首先，輸電線路是否經(jīng)過雷暴發(fā)生概率較大的區(qū)域。有些地區(qū)具有特殊的地理環(huán)境等因素，導(dǎo)致雷電活動(dòng)比較頻繁，輸電線路如果經(jīng)過此區(qū)域而沒有采取相應(yīng)的提升防雷水平的措施，其受到雷電影響而跳閘的事件發(fā)生頻率就會(huì)大大增加。

其次，輸電線路遭遇強(qiáng)雷電的多種擊中方式，如直擊、反擊或者繞擊。由于輸電線路大多安裝了避雷裝置，所以其被雷電直接擊中的可能性相對(duì)較小。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)來看，輸電線路受到的雷擊多是由于雷電繞過避雷裝置而擊中線路或者雷電擊中附近設(shè)施，進(jìn)而影響到線路的運(yùn)行，即雷電繞擊和雷電反擊方式。

輸電線路受到雷電繞擊和反擊而跳閘的原因可以從線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和線路的維護(hù)兩方面來尋找，比如輸電線路所設(shè)計(jì)的防雷擊能力小于實(shí)際的雷暴強(qiáng)度，或者線路的接地裝置在線路長時(shí)間運(yùn)行過程中已經(jīng)老化腐蝕等，這些因素都可能成為高壓輸電線路受到雷電繞擊和雷電反擊的原因。

3 110kV高壓輸電線路綜合防雷保護(hù)措施探討

3.1 對(duì)雷電參數(shù)進(jìn)行分析

這種方法指的是通過對(duì)雷電發(fā)生位置和強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行分析，判斷出有雷電發(fā)生的輸電線路遭受雷擊的概率和等級(jí)，并及時(shí)采取防雷措施。具體采取的辦法是，通過實(shí)施輸電智能巡檢系統(tǒng)科技項(xiàng)目，使用gps定位系統(tǒng)定位各個(gè)110kV輸電線路桿塔，并通過雷電定位系統(tǒng)快速地查詢到輸電線路附近的雷電活動(dòng)和參數(shù)，對(duì)此進(jìn)行分析，從而在雷擊發(fā)生前便做好雷擊防范工作，降低雷擊跳閘事件發(fā)生概率。

對(duì)雷電參數(shù)的分析主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）雷電日：即一年中雷電天氣日數(shù)。西北地區(qū)為30～40天；（2）雷電流幅值I（KA），由雷電定位系統(tǒng)根據(jù)回歸計(jì)算得到。I與雷電流幅值概率P的關(guān)系為：1gP=-I/44（對(duì)于平均年雷暴日在20及以下的地區(qū)）

3.2 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線作為輸電線路的基本避雷措施，可以避免雷電對(duì)高壓輸電線路的直擊。架設(shè)了避雷線后，雷電直擊輸電線時(shí)將會(huì)首先擊中避雷線，然后雷電流通過接地線被導(dǎo)入地下，從而避免了雷擊直擊而跳閘的事件發(fā)生。由于天氣系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，所以為了防止雷電直擊，高壓輸電線都應(yīng)該架設(shè)避雷線。

3.3 安裝線路型避雷器

線路型避雷器是利用雷電擊中塔桿時(shí)將雷電流導(dǎo)入地下的動(dòng)作，以保護(hù)絕緣子串不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，從而能夠有效防止雷電反擊。通常，線路型避雷器具有通流量大、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)安裝有著嚴(yán)格的要求，尤其是塔桿的沖擊電阻對(duì)線路型避雷器的耐雷水平影響很大，所以應(yīng)盡量按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。

3.4 進(jìn)行耦合地線的架設(shè)

架空線路下方或者附近架設(shè)的架空地線被稱為耦合地線，在雷電擊中塔桿時(shí)，其會(huì)有分流和耦合的作用，能夠降低反擊和繞擊的幾率。在實(shí)際避雷中，這種耦合地線不僅在塔頂受到雷擊時(shí)會(huì)增大了被雷擊桿塔流向相鄰桿塔的雷電流，而且增大了導(dǎo)線和避雷線的耦合系數(shù)，降低了絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象的幾率。實(shí)踐證明，架設(shè)耦合地線對(duì)降低雷擊跳閘率具有明顯效果。

3.5 對(duì)桿塔的接地電阻進(jìn)行降低

當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，雷電流會(huì)通過桿塔流入大地，從而使塔頂?shù)碾娢恢抵苯邮艿綏U塔的接地電阻的影響。一般來說，桿塔的接地電阻主要受到桿塔的高度、塔桿所處的土壤電阻率等因素的影響。而且由于雷電流流入地下時(shí)往往沿地表傳輸，所以采用深井的方式來降低接地電阻的做法是不可行的。在制定降低桿塔接地電阻的具體方案時(shí)，應(yīng)對(duì)桿塔的地理位置具體考察，考慮桿塔附近有無低電阻率的土壤，或者水源等，然后對(duì)這些地理?xiàng)l件加以有效的利用，從而降低桿塔的接地電阻。

3.6 加強(qiáng)桿塔絕緣

為了降低受輸電線路的跳閘率，工作人員常常會(huì)對(duì)高桿塔、跨越較大桿塔及遭受雷擊較頻繁的桿塔進(jìn)行增絕緣處理，主要方法有增加絕緣片數(shù)量、更換復(fù)合絕緣子等。同時(shí)運(yùn)行單位也應(yīng)重視線路中絕緣子的管理，不僅要拒絕不合格的絕緣子參與電網(wǎng)運(yùn)行，而且在定期檢查中更換不合格的絕緣子，或者使用復(fù)合絕緣子和增加絕緣子數(shù)量增加防雷效果。但出于經(jīng)濟(jì)性考慮，電力企業(yè)不可能為了防止雷擊而無限增加絕緣子的數(shù)量，由此看來，這種通過提高輸電線路的絕緣性來防止雷擊跳閘的方法也有其相應(yīng)的局限性，因此后期需要在控制成本方面找尋更佳方案。

3.7 安裝自動(dòng)重合閘

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大部分雷擊所造成的跳閘現(xiàn)象沒有危及到電網(wǎng)的運(yùn)行能力，因而可以在變電站中安裝自動(dòng)重合閘，在雷擊跳閘后直擊合閘，以利于送電的及時(shí)恢復(fù)，降低雷擊的經(jīng)濟(jì)損失。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，這種重合閘的防雷成功率最高可達(dá)95%，最低也有57%。故有關(guān)規(guī)程規(guī)定：各級(jí)電壓線路都要根據(jù)運(yùn)行情況，盡可能地安裝單相或三相重合閘，尤其是因土壤電阻率高而受到雷擊的可能性較大的地域的送電線路，因此，安裝自動(dòng)重合閘對(duì)于減少雷電的危害是一種行之有效的方法，應(yīng)該加以推廣。

4 結(jié)束語

線路運(yùn)行單位需要綜合考慮線路區(qū)域的具體情況以及以往防雷經(jīng)驗(yàn)，對(duì)雷電參數(shù)進(jìn)行具體分析，結(jié)合最新防雷研究成果，選擇一種可行的、經(jīng)濟(jì)的并且有效果的防雷措施，以保證線路的安全運(yùn)行。

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