110kV輸電線路防雷保護探討

文/李強，內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒電業局阿巴嘎供電分局

110kV輸電線路防雷保護探討

文/李強，內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒電業局阿巴嘎供電分局

文章通過對110kV高壓輸電線路遭雷擊的危害性以及雷擊跳閘的成因進行分析,探討出110kV高壓輸電線路綜合防雷的幾點保護措施,其中包括分析雷電參數、架設避雷線、安裝線路型避雷器、架設耦合地線等關鍵技術,以期更大程度上預防高壓輸電線路的雷擊事故,確保電力輸送的安全、穩定。更多還原

高壓輸電；防雷保護；安全；措施

雷電是一種十分常見的自然現象，其蘊藏了巨大的能量，能給被擊中的物體造成毀滅性打擊。對于電力行業來說，輸電線路最怕遭遇雷電等自然因素，尤其是110kV輸電線路。由于其運用范圍逐漸廣泛，在一些雷電多發地區，110kV輸電線路遭受雷擊發生事故的現象普遍存在，因此需要在110kV輸電線路設計施工過程中，做好防雷措施。

1 雷電對于輸電線路的影響

電網中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據運行記錄，輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障，進而降低電網中事故的發生頻率。

1.1 感應雷過電壓

雷擊線路周圍地面或者線路桿塔時，會出現電磁感應現象，從而在導線上引發過電壓，使得導線中的電流增大，產生一種嚴重威脅人身財產安全的“高壓線”。因主放電自身速度的原因，會在導線兩側運動并產生一種感應過電壓波，這種感應過電壓會在瞬間把線路變成為“高壓線”。針對這種現象，在設置電纜的時候，最好把電纜埋入地下，而不是利用架空的方式來預防感應雷，同時還應該增設相應的室內線路防雷設施，加設專門弱電保護裝置。

1.2 直擊雷過電壓

雷電直接擊到輸電線路上，大量的雷電流經過輸電導線，通過輸電線路的阻抗而接地，在阻抗上出現電壓降，導致被擊點的電位升高，這種就叫做直擊雷過電壓。由于直擊雷過電壓的機械效應、電效應以及熱效應，很容易破壞線路，嚴重時還會造成人員的傷亡。因此，在實際工作中，通常是利用避雷針來防直擊雷，把雷電引到避雷針上，以此安全地將雷電導入到地中，達到屏蔽的作用。

2 雷擊110kV輸電線路跳閘原因分析

2.1 輸電線路是否經過雷暴發生概率較大的區域。

有些地區具有特殊的地理環境等因素，導致雷電活動比較頻繁，輸電線路如果經過此區域而沒有采取相應的提升防雷水平的措施，其受到雷電影響而跳閘的事件發生頻率就會大大增加。

2.2 輸電線路遭遇強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較小。結合經驗來看，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施，進而影響到線路的運行，即雷電繞擊和雷電反擊方式。

3 輸電線路防雷保護措施

3.1 架設避雷線

架設避雷線作為輸電線路的基本避雷措施，可以避免雷電對高壓輸電線路的直擊。架設了避雷線后，雷電直擊輸電線時將會首先擊中避雷線，然后雷電流通過接地線被導入地下，從而避免了雷擊直擊而跳閘的事件發生。由于天氣系統具有不穩定性，所以為了防止雷電直擊，高壓輸電線都應該架設避雷線。

3.2 安裝線路型避雷器

線路型避雷器是利用雷電擊中塔桿時將雷電流導入地下的動作，以保護絕緣子串不會發生閃絡現象，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、反應快、維護簡單、重量輕等優點，并且對安裝有著嚴格的要求，尤其是塔桿的沖擊電阻對線路型避雷器的耐雷水平影響很大，所以應盡量按照標準進行安裝。

3.3 進行耦合地線的架設

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

3.4 對桿塔的接地電阻進行降低

當雷擊桿塔時，雷電流會通過桿塔流入大地，從而使塔頂的電位值直接受到桿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，應對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，然后對這些地理條件加以有效的利用，從而降低桿塔的接地電阻。

3.5 加強桿塔絕緣

為了降低受輸電線路的跳閘率，工作人員常常會對高桿塔、跨越較大桿塔及遭受雷擊較頻繁的桿塔進行增絕緣處理，主要方法有增加絕緣片數量、更換復合絕緣子等。同時運行單位也應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運行，而且在定期檢查中更換不合格的絕緣子，或者使用復合絕緣子和增加絕緣子數量增加防雷效果。但出于經濟性考慮，電力企業不可能為了防止雷擊而無限增加絕緣子的數量，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的局限性，因此后期需要在控制成本方面找尋更佳方案。

3.6 安裝自動重合閘

據數據統計，絕大部分雷擊所造成的跳閘現象沒有危及到電網的運行能力，因而可以在變電站中安裝自動重合閘，在雷擊跳閘后直擊合閘，以利于送電的及時恢復，降低雷擊的經濟損失。從實際應用效果來看，這種重合閘的防雷成功率最高可達95%，最低也有57%。故有關規程規定：各級電壓線路都要根據運行情況，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，安裝自動重合閘對于減少雷電的危害是一種行之有效的方法，應該加以推廣。

4 結束語

110kV的運用不斷廣泛，與其相關的防雷問題也逐漸受到業界的重點關注。輸電線路防雷需要明確發生雷擊的根本原因，在根據輸電線路的基本特點，制定詳實的防雷措施，并且加以執行，切實降低雷擊對110kV輸電線路造成的影響。