輸電線路防雷綜合技術措施分析

趙鵬

摘要：輸電線路耐雷水平的提高是輸電線路安全、穩定運行的保障，必須對其進行持續不斷的研究，文章基于輸電線路全壽命周期視角，在闡述輸電線路防雷原則的基礎上，提出了輸電線路防雷綜合技術措施，具有一定參考價值。

關鍵詞：輸電線路；防雷

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0045-01

長期以來，雷擊已經成為影響輸電線路安全、穩定運行的主要因素之一，給供電區域人們的生產和生活帶來了極大的影響，這也引起相關電力工作者和科研工作者的重視，并以提高輸電線路耐雷水平和降低雷擊跳閘次數為目的，在理論方法和實踐技術方面展開了深入的研究，取得了諸多成果。但由于輸電線路從設計到運行是一個復雜的過程，受諸多因素的影響，如技術水平、設備質量、地質地貌等都有可能由于雷電產生而對輸電線路的安全產生危害，因此，必須綜合性的對輸電線路防雷技術措施進行研究，文章主要以雷擊事故頻發線路——110 kV和220 kV為研究對象，提出防雷綜合技術措施。輸電線路防雷是基于輸電線路全壽命周期來開展的，因此不僅僅要在輸電線路設計初期考慮防雷，在輸電線路運行過程中也采取相關防雷技術措施，尤其要注重對已建輸電線路的防雷技術改造，通過設計階段和運行階段兩方面的防雷技術措施來提高耐雷水平和降低雷擊跳閘次數。

1輸電線路防雷原則

輸電線路防雷在應用相關技術措施時不能僅僅涉及防雷性能的提高，要綜合性的基于輸電線路安全性、經濟性、穩定性等多重目標考慮，因此，輸電線路防雷必須遵循以下原則：

①因地制宜，應根據線路整體防雷設計及技術改造規范，結合不同地區特點，制訂符合實際情況的線路防雷設計和技術改造細則，切實提高線路防雷的針對性和有效性；②安全第一，通過對輸電線路運行狀況的評價，針對線路防雷所存在的問題和隱患，以線路的安全穩定運行為第一目標確定有效性和可行性的技術改造方案；③技術經濟，輸電線路防雷應以技術進步為先導，以經濟效益為中心，積極采用新技術、新產品、新材料、新工藝，重點解決影響輸電線路運行的突出問題，并通過技術經濟比較，制訂最佳防雷設計和技術改造方案。

2輸電線路防雷綜合技術措施

2.1防雷設計

科學有效、經濟合理的防雷設計是輸電線路耐雷水平提高和雷擊事故降低的基礎條件，根據筆者的歸納總結，在輸電線路防雷設計時需要注意以下幾點：

①110 kV及以上高壓輸電線路建設時，應先結合地區雷電分布圖查勘線路走廊，盡量避開雷電強烈的區域；②在設計輸電線路的防雷水平時，應取該線路經過地區實際發生的最高雷電日作為設計依據，并使線路的整體耐雷水平留有充分的裕度；③輸電線路雷擊跳閘率計算時，雷電日一般選取50 d，220 kV輸電線路設計的雷擊跳閘率不高于0.315次/100 km·40 d，110 kV輸電線路不高于0.525次/100 km·40 d；④對經過雷擊頻繁地區的線路段，應采取減小線路桿塔的邊導線保護角度方法，以提高線路防止雷電繞擊的能力，220 kV線路桿塔的邊導線保護角度不超過10 ?；110 kV線路桿塔的邊導線保護角度不超過15 ?；在高塔、大跨越線路段應進一步減小保護角，甚至可采用零保護角或負保護角；⑤輸電線路的線路桿塔接地電阻不應超過15 Ω，進線段接地電阻不超過10 Ω，雷電活動強烈區域線路桿塔接地電阻不超過10 Ω，進線段接地電阻不超過7 Ω，對降低桿塔接地電阻有困難的線段，可采用延伸地網接地線的方法；⑥對雷害多發區、易擊段、易擊點和大跨越、超過40 m的高塔，設計應考慮加裝線路避雷器或可控避雷針，以增加線路防雷水平，線路避雷器推薦采用帶固定串聯外間隙的金屬氧化物避雷器；坡地上的桿塔，一般是外側線路容易繞擊，可只在外邊相導線上安裝線路避雷器；對于山頂或平地區域的線路桿塔，則繞擊出現在邊相，因此應在兩側安裝線路避雷器。可控放電避雷針可以引發上行雷電先導放電，降低雷電流的幅值和陡度。并且可控放電避雷針有一個相當大的幾乎不遭受繞擊的保護區域。在雷電活動強烈，避雷線失效的桿塔可以考慮安裝可控放電避雷針，但安裝可控避雷針的桿塔接地電阻應在10 Ω以下。

2.2防雷改造

輸電線路在長期運行過程中耐雷性能不可避免會受到諸多因素的影響，特別是早期建設的輸電線路本身在設計初期就沒有太多的考慮防雷性能，更需要進行防雷技術改造，主要包括接地裝置、絕緣子、避雷線的技術改造。

2.2.1接地裝置技術改造

接地裝置的技術改造的主要目的是為了降低接地電阻，通過桿塔接地電阻的降低可提高輸電線路的耐雷水平，有效防止雷擊事故的發生，目前主要有以下三種接地裝置改造技術。

①水平外延接地，桿塔所處地方允許水平放射接地體時應盡量采用水平放射的方式，因為水平放射接地體不但可以降低工頻接地電阻，更重要的是可以有效的降低沖擊接地電阻，起到有效的防雷作用，關于水平放射的形狀和方位可根據現場實際情況而定，水平放射的長度可按規范要求選取。但如在水平放射長度的1.5倍范圍內有較低土壤電阻率的地方，可以采用外引接地的方式。②深埋式接地極，表面接地電阻率高而地下較深處的土壤電阻率較低時，可用豎井式，或深埋式接地極。在選擇埋設地點時應注意以下幾點：選擇地下水較豐富及地下水位較高的地方，而且接地極一定要埋設在有滲水的低電阻率土層；桿塔附近如有金屬礦體，可將接地體插入礦體，利用礦體來延長或擴大人工接地體的幾何尺寸；利用山巖的裂縫插入接地極并灌入降阻劑；在凍土區，深埋接地體應在凍土層以下；深埋接地體的間距應>20 m。③填充電阻率較低且穩定的物質（導電水泥、接地模塊等），在水平和垂直接地體周圍施加導電水泥或長效防腐降阻劑，對降低桿塔的接地電阻有明顯效果，接地模塊具有吸收和保持水分的作用，而且接地電阻穩定，接地網附近有可以利用的低電阻率的物質，可以因地制宜、綜合利用。④鋪設水下接地裝置，桿塔附近有水源，由于水的電阻率較低，可以考慮利用這些水源，布置水下或水邊接地極，這樣也可以收到一定的降阻效果。

2.2.2絕緣子技術改造

絕緣子的技術改造也可提高線路的耐雷水平，減少雷害事故的發生。

①增加絕緣子片數能夠提高絕緣子串的雷電放電電壓，因此，多次遭受雷擊的桿塔、耐張桿塔、大跨越桿塔等可增加一片絕緣子，但要注意校核導線對地距離和絕緣子串與桿塔之間的風偏距離。②玻璃絕緣子遭受雷電沖擊及工頻電弧作用時，一般是沿外表面發展，不造成絕緣子內部的擊穿，絕緣外表面閃絡一般不會發生自爆，因此建議將瓷絕緣子換成玻璃絕緣子。③雖然合成絕緣子有諸多優點，但其干弧距離小于同樣結構長度的瓷或玻璃絕緣子，因此改造為復合絕緣子時應選用加長型的以補充其干弧距離，且220 kV合成絕緣子應裝設形狀合適的均壓環。

2.2.3避雷線技術改造

避雷線是高壓輸電線路的基本防雷技術措施，近年來OPGW光纜由于安全性和穩定性而得到了廣泛的應用，因此，有條件的地區建議將避雷線改造為架空光纖復合地線。另外，輸電線路的防繞擊能力與避雷線保護角大小存在聯系，保護角越小防繞擊效果越好，困此建議在防雷改造過程中，盡量將避雷線保護角變小，然后在實踐過程中，保護角降低改造是非常困難的，因此，有關避雷線“0”保護角或者負保護需要在設計階段就考慮進去。

3結語

從文章的分析可以看出輸電線路防雷是一個長期而又綜合性的過程，需基于輸電線路全壽命周期來開展，并注重各個細節的突破，以輸電線路經濟性、安全性和穩定性為出發點，提高輸電線路的綜合防雷性能。

參考文獻：

[1] 仇煒.貴州110 kV石平輸電線路綜合防雷研究[D].長沙:長沙理工大學,2010.

[2] 黃中華.杭州電網220 kV輸電線路防雷性能研究[D].北京:華北電力大學,2012.