110kV架空輸電線路的防雷措施探討

于達 陳康

接 要 雷電是造成110kV架空輸電線故障的主要原因，研究110kV架空輸電線路的防雷措施，對確保電力系統的正常穩定運行，提高電力系統的供電質量具有十分重要的意義。本文對110kV架空輸電線路的常用防雷措施進行了梳理，深入分析了各種防雷措施的不足，提出了一種能夠徹底解決110kV架空輸電線路雷電防護問題的新產品棒形懸式限壓器。

關鍵詞 110kV架空輸電線路;防雷;避雷器;限壓器

引言

110kV架空輸電線路是電力系統的重要組成部分，在電網運行中發揮著重要作用。與配電線路相比，110kV輸電線路的影響范圍廣，對供電安全性和可靠性的要求更高。由于 110kV架空輸電線路選址多為山區，地勢較高、土壤電阻率高，因此十分容易遭受雷擊事故。雷電成為110kV架空輸電線故障的重要原因，嚴重影響到了供電安全和電能質量。因此，研究110kV架空輸電線路的防雷措施，對確保電力系統的正常穩定運行，提高電力系統的供電質量具有十分重要的意義。

1110kV架空輸電線路的常用防雷措施

目前，110kV架空輸電線路的雷害防護措施主要有以下幾種：

1.1 架設避雷線

架設避雷線是高壓線路防雷的基本措施。避雷線具有以下功能：防止雷電直擊導線;雷擊塔頂時對雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低;對導線有耦合作用，降低雷擊桿塔時塔頭絕緣上的電壓;對導線有屏蔽作用，降低導線上的感應過電壓[1]。

1.2 使用線路避雷器

避雷器動作后限制了絕緣子兩端的電位差，可有效地防止反擊事故發生。現場運行經驗表明，在雷電多發地段的線路上安裝線路避雷器，對防止雷擊跳閘事故非常有效。為了限制雷電波沿線路侵入變電站，可在線路的終端塔再安裝一組避雷器。

1.3 使用并聯保護間隙

在絕緣子兩端并聯保護間隙，是利用“疏導”式的防雷原理，使雷擊閃絡發生在保護間隙上，接續的工頻電弧在保護間隙的引弧角上燃燒，遠離線路絕緣子和導線，確保絕緣子和導線不被燒損。

1.4 架設耦合地線

在導線下方架設耦合地線的分流和耦合作用，使線路耐雷水平提高。耦合地線的作用主要有兩個：一是增大避雷線與導線之間的耦合系數，從而降低絕緣子串兩端電壓的反擊和感應電壓的分量;二是增大雷擊塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。

1.5 提高線路耐雷水平，加強線路絕緣

對于個別特殊區段和一些雷擊頻繁地區，可適當加強線路的絕緣配合，以提高其耐雷水平。

1.6 降低桿塔接地電阻

一般來說，接地電阻與耐雷水平呈反比，因此，應根據各地土壤性質和電阻率把控塔桿的接地電阻水平，提升耐雷水平。

2110kV架空輸電線路常用防雷措施的不足

上述各種110kV線路防雷措施都具有各自的不足。

2.1 避雷線

避雷線對繞擊雷沒有防護作用。

2.2 線路避雷器

無間隙避雷器長期承受系統電壓，避雷器本體的非線性電阻在電壓作用下產生泄漏電流，泄漏電流長期流通導致閥片發熱老化。線路避雷器需要長時間受雨霧侵襲和陽光照射，雨霧侵襲容易使閥片受潮而加大泄漏電流，陽光照射能夠加速避雷器閥片的溫升老化。因此，無間隙避雷器容易各種因素影響下形成惡性循環式的老化，老化閥片的絕緣能力嚴重降低后形成系統永久短路，進而造成嚴重的停電事故。

帶間隙避雷器的缺陷：不同的絕緣子對應的串聯間隙距離不同，每種絕緣子對應的間隙距離都要根據試驗單獨確定，設計過程煩瑣，互換性差。安裝時需要手動調節串聯間隙的距離，安裝難度大，容易因為間隙距離安裝的不準確造成避雷器失效[2]。

2.3 保護間隙

因為需要耐受和疏導系統短路故障大電流，產品設計難度和安裝控制工藝非常高。疏導工頻續流類產品雖然能保護絕緣導線不斷線，但并不能阻止線路發生雷擊接地故障，綜合保護性能低。

2.4 耦合地線

但對于老舊線路，因其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運輸等因素的影響，架設耦合地線對于舊線路不易實施。

2.5 提高線路耐雷水平，加強線路絕緣

線路的電壓等級確定后，線路的絕緣水平也就確定了。從經濟方面及與其他設備的絕緣配合考慮，不可能大范圍大幅度地增加線路的絕緣水平。

2.6 降低桿塔接地電阻

在山區或戈壁等環境的桿塔，地下有很多巖石，即使使用降阻劑也難以將接地電阻降到理想的數值。

3110kV架空輸電線路用棒形懸式限壓器

由上述分析可知，現有的各種110kV線路防雷措施都具有各自的缺陷。為了徹底解決110kV架空輸電線路防雷的問題，山東迅實電氣有限公司研發了一種新型的產品，即110kV架空輸電線路用棒形懸式限壓器。

棒形懸式限壓器是一種集成懸式絕緣子與帶外串聯間隙避雷器于一體的新型防雷裝置，兼具懸式絕緣子懸掛導線的功能和帶外串聯間隙避雷器限制過電壓并抑制工頻續流的保護功能，能夠限定線路遭受雷擊時的對地閃絡路徑，且不需要現場調節間隙距離，可維持放電動作電壓穩定，相比現行的線路避雷器和絕緣子分體設計、合體安裝的方式，具有安裝簡便、性能穩定、綜合質量好等優點，適合在110kV架空輸電線路上應用，對提高線路可靠性、提升線路整體運營效益具有重要意義[3]。

4結束語

110kV架空輸電線路的雷電防護是關系到110kV系統安全穩定運行的重要問題。現有的防雷措施都有各自的不足。棒形懸式限壓器是一種集成懸式絕緣子與帶外串聯間隙避雷器于一體的新型防雷裝置，對提升110kV架空輸電線路可靠性、提升線路整體運營效益具有重要意義。

參考文獻

[1] 江紅慶，徐成林，李來宏.110kV線路遭雷擊故障分析及防范措施[J].冶金動力，2016（1）：15-17.

[2] 李海陸.線路避雷器在輸電線路防雷中的應用分析[J].電子技術與軟件工程，2016（10）：248.

[3] 樊星，董勤曉，楊耀，等.復合外套金屬氧化物限壓器的應用前景[J].華東電力，2012（8）：1441-1445.