220kV輸電線路工程防雷措施研究

阮淮振

（湖北省電力勘測設計院有限公司，湖北 武漢 430040）

線路走廊日趨緊張，很多輸電線路跨越崇山峻嶺和雷擊多發區，雷擊引起的輸電線路跳閘事故日益增多。有效地提高電力系統的耐雷水平、減少雷擊跳閘率，保障電力系統安全可靠運行成為了各類學者、電力工作人員的研究重點。

1 雷擊跳閘率理論計算

本文主要采用規程法進行防雷方面的設計研究。

2 本工程模型雷擊跳閘率計算

（1）導地線參數

本工程普通段導線推薦采用1×JL3X/LHA55.25（DFY)-660/240，地線采用OPGW-14-110-1。

（2）桿塔參數（如圖1）

雷擊跳閘率計算（如表1）

圖1

對于平頂塔和常規的貓頭塔，折算到40個雷暴日的雷擊跳閘率分別為0.201和0.319，平頂塔的雷擊跳閘率相比于常規貓頭塔下降了37%，且此計算條件下雷擊跳閘率遠低于規范限值0.315。這主要是因為本文平頂塔采用負保護角設計，保護角為-4°，比常規貓頭塔保護角小16°，兩地線間距比兩導線間距寬0.4m，增強了地線對導線的屏蔽作用，降低了雷電繞擊率。另一方面，平頂設計降低了塔頭高度，導致桿塔全高減小，因而降低了雷擊輸電線路的概率。雷擊跳閘率與接地電阻的關系曲線圖如圖2。

表1

圖2 雷擊跳閘率與接地電阻的關系曲線圖

因此，為提高本工程防雷性能，需降低輸電線路接地電阻，建議在部分土壤電阻率較高的地區，塔位環境受限、常規接地溝槽開挖困難的地段，采用沿基坑單獨敷設接地體的新型接地型式。針對沿線部分土壤呈強或中腐蝕性，推薦采用玻纖復合石墨基柔性接地體及附著式接地引下線防腐裝置，可有效防止土壤腐蝕并降低接地電阻。

3 防雷措施建議（如表2）

本線路經過的地區為雷電活動密集區域，全線主要地形以丘陵為主，約占50%，其次為河網泥沼，約占33%，平地約占17%。每個桿塔所處的位置地形不同土壤及地下水的腐蝕程度也存在差異。

表2

根據本工程實際情況，推薦防雷措施如下：第一，全線架設雙避雷線。第二，單回路直線塔采用負保護角的平頂塔。第三，全線安裝負角保護針，降低雷電繞擊導線造成的雷擊跳閘事故。第四，在部分土壤電阻率較高的地區，塔位環境受限、常規接地溝槽開挖困難的地段，建議采用沿基坑單獨敷設接地體的新型接地型式。針對沿線部分土壤呈強或中腐蝕性，推薦采用玻纖復合石墨基柔性接地體及附著式接地引下線防腐裝置，可有效防止土壤腐蝕。另外，通過在接地體上增設“火花刺”，增加散流面積，可有效減低接地裝置的沖擊接地電阻，提高線路耐雷水平。針對沿線部分塔位環境受限、常規接地溝槽開挖困難、自然接地降阻效果不夠的地區，建議采用無腐蝕導電材料的新型接地型式，通過在基礎混凝土中按照一定配比加入無腐蝕導電材料，在不影響基礎混凝土強度的情況下，提高其導電性能，從而達到不敷設水平接地體即可降低桿塔接地電阻至規定值的要求。第五，在部分地閃密度偏大的區域，適當采用雷擊閃絡限制器，進一步提高雷害易發生地區的輸電線路耐雷水平。部署分布式無源光傳感雷擊監測系統，在變電站通信機房內安裝主機，即可實現全線路雷擊閃絡信號的實時監測、智能分析及快速定位。

4 結語

本文根據雷擊跳閘率基本原理，對比平頂塔和貓頭塔的雷擊跳閘率。并根據實際情況給出了防雷的相關措施和建議。驗證了理論計算的可行性。