110kV架空輸電線路綜合防雷技術探析

摘 要：在區域性電力資源的輸送及分配中廣泛的應用了110kV輸電線路，110kV輸電線路在綜合性防雷技術的保護下，通常具有相應的防雷特性。但由于輸電線路所通過的地勢條件比較復雜，且地面傾斜角度大，所以會經常的出現雷擊事故，并造成擊穿電線、閃絡放電等問題。著重分析了110kV架空輸電線路綜合防雷技術。

關鍵詞：110kV；架空輸電線路；防雷技術

通常會選擇在山地、曠野和丘陵等地帶架設110kV架空輸電線路，故雷擊事故出現的頻率會比較高，在電網總體雷害事故中，這種線路雷害事故占據著極大的比例，對電網的安全運行帶來了巨大的威脅，對供電的穩定性帶來了影響。過去在對線路進行防雷改造時，所選擇的方法往往帶有相應的盲目性，防雷效果不佳，所以需要從實際情況出發，制定出綜合性的防雷技術措施，確保我國電力行業能夠安全、穩定的發展。

1 架空輸電線路雷擊過電壓原理分析

感應雷過電壓與直接雷過電壓是架空線路中常見的雷電過電壓形式。感應雷過電壓指的是架空線路周圍區域被雷電擊中后，因為電磁感應作用于導線上出現過電壓。直接雷過電壓指的是當避雷線、導線或者輸電線路桿塔被雷電所擊中后，導致有過電壓的問題出現在架空線路中。通過大量的實踐與研究得知，直擊雷過電壓會嚴重的威脅到架空線路，對應的感應雷過電壓只會影響到35kV以下架空線路。主要對110kV架空線路直接雷的綜合保護進行了分析與闡述。因架空線路受到雷擊的部位不同，又可以從這樣兩個方面出發分析直接雷過電壓：

（1）110kV架空線路避雷針或者桿塔被雷電擊中時，通過雷擊點，雷電流令這個點對地電位立刻上升，這樣在導線和雷擊點之間就會出現相應的定位差，當110kV架空線路的絕緣水平被這個值所超出之后，沖擊型放電電壓就會產生于其中，這樣就會引發有閃絡問題出現在導線中，從而產生過電壓危害。這時，在雷電流的影響下，避雷線或者桿塔的電位有效值就會比導線高，一般會導致沖擊反擊損壞。

（2）當110kV架空線路導線遭受雷擊后，這樣在導線上會直接作用雷電繞擊，從而帶來過電壓危害。繞擊與反擊的作用原理與雷擊部位具有不一樣的特性，在具體的設計規劃、建設施工及維護運行中，應該同工程的具體情況充分的結合起來，對不同的技術措施進行應用，從而才可以保證將有效的綜合防雷效果切實的發揮出來。

2 具體的措施分析

2.1 將架空線路絕緣水平提升

在DL/T620標準中詳細表明，110kV架空線路在海拔不超高1000米的地區，應該在7個以上控制其絕緣子串的絕緣子數量，最好選擇8個。而對于全高超出40米、大跨越檔位的線路桿塔而言，其每增加10米的高度，就需要將一片絕緣子增設進去。對架空線路容易擊段桿塔的絕緣配置進行強化，如果海拔在1000米之上，需要與海拔校正系數相乘。如果桿塔多次遭遇了雷擊，在改造升級技術時，需要將1-2片的絕緣子增設進去，從而將架空線路的結緣配置水平提升。就布設在山頂或者大跨越的線路桿塔而言，也需要增設進去1-2個絕緣子，從而將線路桿塔綜合耐雷水平提升，保證線路能夠安全、經濟的運行。

2.2 強化接地裝置

在維護110kV架空線路時，對于線路桿塔的接地裝置應該側重進行改進。在對線路的接地裝置進行了有效的改進之后，這樣就能夠在25%-30%之間控制其雷擊跳閘率，如果一些線路桿塔接地裝置比較惡劣，這樣就會有著30%-50%的雷擊跳閘率。

2.2.1 將接地電阻降低

利用深埋式接地體、加裝導塊接地模塊、水平外延接地體、填充地阻物質等將桿塔接地電阻降低，從而將110kV架空線路的防雷水平提升。因為一些地區的土壤電阻率較高，對垂直接地極布設的方法進行應用，對于外表干燥土壤線路桿塔所具備的接地不合理問題能夠有效的進行改善。就水泥桿塔線路而言，應該從距離桿塔3-5米出布設其垂直接地極；就鐵塔而言，在布置時，應從5-8米進行。并且在1.5米左右選擇和控制110kV線路桿塔垂直接地極的長度，在4-6米范圍內控制其長度，并通過角鋼或者圓鋼加工，在施工期間做好防腐處理。

2.2.2 將耦合系數增加

通過雷擊閃絡原理得知，減少電感、降低接地電阻、增加耦合系數等都能夠將線路綜合耐雷水平提升。增設耦合地線與布設架空地線是常規的增加耦合系數的方法。然而雷擊具有穩態電磁感應和暫態行波過程，為了對桿塔接地裝置的分布情況進行改善，可以選擇與應用加強型強化電磁感應型桿塔接地射線的方法，而且還可以將耦合系數增加。圖1為基本的接地線機構示意圖。

因一些地區的土壤電阻率會高于1000Ω，在提升110kV架空線路電磁耦合系數時，就可以應用上述方法，將線路絕緣子串雷擊時所承受的沖擊電壓有效的降低，從而將架空線路綜合耐雷水平進一步的提升。

2.3 側向避雷針的安裝

因為會在山頂等較高位置處布設桿塔，這樣桿塔線路容易同雷云平行，或者在線路或者桿塔的下方運動，而且桿塔處有著較為復雜的電磁環境，同檔距中央進行比較，桿塔處出現雷電繞擊過電壓問題會更加的嚴重。通過大量的理論研究與工程試驗探索應用發現，安裝避雷針，是防控110kV架空線路繞擊過電壓的有效策略之一。就110kV的架空線路來講，在桿塔橫擔兩側安裝側向避雷針，通常在3米左右控制側向避雷針長度是最為合理的。在1.8米長控制橫向設備長度；在1.2米出控制中間固定部分長度，且將三個有效的固定點設置出來，圖2為基本的安裝示意圖。

通過將桿塔橫擔和避雷針三個固定螺孔進行相應的電氣連接，并且通過桿塔接地體和接地引下線進行相應的電氣連接，保證能夠向大地中有效的引入雷電，從而完成泄流。將側向避雷針安裝完畢后，盡管能夠將架空線路防繞擊水平提升，但也會將線路的引雷率增加。可以將絕緣子串的片數適當的增加，如普通的絕緣子要比復合型絕緣子短10%-15%之間，而玻璃絕緣子或者瓷質的絕緣子需要增添1片，從而提升架空線路的綜合耐雷水平。

2.4 將線路保護角減少

110kV線路降低繞擊跳閘率時，減小保護角是其中一種常用且有效的方法之一。針對已經投運并建設的線路而言，對線路保護角進行改善，其具體的實施性與可行性會比較差，特別是針對山區地面較大傾角的線路桿塔來講，由于受到塔頭結構設計等因素的影響，這樣不可能大幅度的降低其保護角。在具體的工程中，需要從經濟、技術等方面出發綜合的進行分析和比較，將最為合理的線路保護角選擇出來，從而保證線路能安全、穩定的運行。

2.5 裝設雷電定位系統

根據雷電定位系統提供的雷電流極性與幅值信息，同桿塔塔型、導線排列方式、周圍地貌地形、故障部位、現場故障情況結合起來，將雷電較為活躍處線路反擊、繞擊形式分析得出，之后采取一些有效的事故處理措施進行處理。反擊和繞擊事故處理措施存在較大的差異，比如對桿塔地網進行改造時，能夠將反擊耐雷水平提升，可對繞擊的效果就會不是很好。同時，在排除線路故障雷擊原因、雷電活動資料掌握和指導線路雷擊點查找等方面，雷電定位系統在其中也發揮著重要的作用。

3 結束語

進入21世紀以來，在經濟和技術發展的推動下，為我國電力行業的發展帶來了極大的推動作用。110kV輸電線路是整個電力系統中非常重要的組成部分，它承擔著整個電網運行的重要任務。110kV架空線路經常會被布設到野外，復雜的地形會對線路的架設及后期的應用及維護帶來影響。雷電對其所帶來的影響和傷害是不容忽視的，若其遭遇雷擊，必然對整個輸電線路的安全、穩定運行帶來巨大的威脅。通過以上的論述，希望為更好的解決線路雷擊問題提供一定的幫助，為打造更加安全、穩定的電網環境奠定基礎。

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