110kV高壓輸電線路防雷保護探討

摘 要：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。

關鍵詞：高壓輸電；防雷保護；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的重要組成部分，其安全運行是整個電網安全運行的重要保障。就目前來看，輸電線路遭受雷擊后受到的傷害主要表現為兩種：雷擊跳閘和斷線，其中以雷擊跳閘發生的概率最大。若輸電線路滿負荷運行時受到雷擊而跳閘，將可能導致此輸電線路上的過多載荷釋放不出去，進而造成整個電網瓦解的事故，從而進一步擴大事故的危害性。所以雷電對于高壓輸電線路有著巨大的安全隱患，在輸電線路的設計中，必須提高其防雷擊能力，以確保線路的安全運行。

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。

其次，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。

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構設計和線路的維護兩方面來尋找，比如輸電線路所設計的防雷擊能力小于實際的雷暴強度，或者線路的接地裝置在線路長時間運行過程中已經老化腐蝕等，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措施探討

3.1 對雷電參數進行分析

這種方法指的是通過對雷電發生位置和強度等參數進行分析，判斷出有雷電發生的輸電線路遭受雷擊的概率和等級，并及時采取防雷措施。具體采取的辦法是，通過實施輸電智能巡檢系統科技項目，使用gps定位系統定位各個110kV輸電線路桿塔，并通過雷電定位系統快速地查詢到輸電線路附近的雷電活動和參數，對此進行分析，從而在雷擊發生前便做好雷擊防范工作，降低雷擊跳閘事件發生概率。

對雷電參數的分析主要包括以下幾個方面：

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

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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。

3.7 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

線路運行單位需要綜合考慮線路區域的具體情況以及以往防雷經驗，對雷電參數進行具體分析，結合最新防雷研究成果，選擇一種可行的、經濟的并且有效果的防雷措施，以保證線路的安全運行。

參考文獻

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