110kV輸電線路防雷及防鳥害設計

劉宇

摘要：110kV輸電線路容易遭受雷電反擊、雷電繞擊等雷擊破壞，并產生故障，特別是在山區、高原、曠野地帶。而隨著生態環境的改善，110kV輸電線路的安全穩定也受到了大量的鳥類威脅。鳥類對110kV輸電線路造成破壞的主要方式是鳥糞閃絡、鳥巢短路。因此，110kV輸電線路有必要設計防雷、防鳥害的裝置。為了防雷，110kV輸電線路上可以架設避雷線、地線，降低輸電線路桿塔接地電阻，安裝側向避雷針等避雷設備，安裝自動化重合閘設備（防雷保護間隙），等等;為了防鳥害，110kV輸電線路上可以安裝防鳥擋板、防鳥刺，以及驅鳥器，等等。

關鍵詞：110kV;輸電線路;防雷;防鳥害

前言：

110kV輸電線路在我國分布廣泛，輸送了大量的電力，但是由于大多分布在山區、丘陵、高原、曠野等地，很容易遭受雷擊，導致110kV輸電線路癱瘓。而隨著我國生態環境的改善，鳥類也經常因為在110kV輸電線路上筑巢、落腳、排泄，而危害到110kV輸電線路的安全。因此，110kV輸電線路需要防雷、防鳥害。

1 110RV輸電線路設計防雷及防鳥害的必要性

1.1 110kV輸電線路設計防雷的必要性

110kV輸電線路大多架設在山區、高原、曠野，施工上有很大困難，接地條件有限，因此110kV輸電線路很容易遭受雷電反擊現象的破壞，也就是雷電擊中輸電線路桿塔，導致桿塔頂端的電壓過高，擊穿絕緣子，而放電的現象。即使安裝了雷電規避、保護裝置，如避雷線，雷電還是可能繞過這些裝置，導致避雷保護失效，這種現象叫做雷電繞擊。

國家電網公司曾有統計，雷擊導致了52%至63%的輸電線路故障，特別是山區、高原、曠野地帶的架空輸電線路，由于雷電活動頻繁等地理氣候因素，更容易因雷擊而跳閘。雷電繞擊的概率，與輸電線路桿塔高度、導線保護角度有關;雷電反擊導致跳閘的概率，與輸電線路桿塔高度有關。

1.2 110kV輸電線路設計防鳥害的必要性

據新疆電力公司2012至2014年數據，輸電線路涉鳥害的故障僅次于外力破壞、風害，給輸電線路安全帶來了重大威脅。其實，不只新疆，國內外的輸電線路事故原因統計都能表明，鳥類活動對輸電線路安全威脅極大，僅次于雷擊、外力破壞。鳥害的一大原因是鳥類在輸電線路桿塔筑巢，特別是魚池、村莊、林場、果園附近的輸電線路桿塔，由于鳥類覓食方便，平均在拆除后8.7天就會出現新的鳥窩，而拆除一個鳥窩就需要37.7分鐘，所以鳥窩給輸電線路的檢修人員增加了不少工作。鳥窩的危害在于，筑巢的材料、鳥類排泄物都很容易引起相間短路、線路跳閘。此外，鳥類對輸電線路的危害還有鳥啄絕緣子、大型鳥展翅造成相間短路、鳥類天敵造成短路。不過，最主要的危害還是鳥糞閃絡、鳥巢短路。鳥糞閃絡的影響因素有鳥糞電導率、粘度、直徑、位置、空氣間隙距離，等等。

2 110kV輸電線路防雷及防鳥害的設計

2.1架設避雷線、地線

110kV輸電線路應當全線架設避雷線，從而減少直擊雷，并且分擔直擊雷產生的電流，從而減少、減小輸電線路桿塔承受的雷電電流。在容易遭受雷擊的位置，還應架設地線。在雷擊危害中，地線具有耦合、分流作用，可以降低輸電線路桿塔承受的雷電，從而提升輸電線路的防雷水平。在此基礎上，雙避雷線比單避雷線的防雷效果更好，不過要注意避雷線之間的距離，以及避雷線與輸電導線之間的距離。最后，用避雷線法防雷，應盡量減小保護角，使保護角小于0度。

2.2降低輸電線路桿塔接地電阻

輸電線路桿塔接地電阻較大時，輸電線路就更容易受到雷擊的破壞。輸電線路桿塔下的土壤電阻較大，不利于輸電線路的防雷保護。改進輸電線路桿塔的接地裝置，能夠使輸電線路因雷擊而跳閘的概率降低25%至35%;特別是在原有接地條件十分惡劣的地區，降低輸電線路桿塔的接地電阻后，輸電線路因雷擊而跳閘的概率降低了50%。這是因為，輸電線路桿塔的接地電阻降低后，雷電電流能夠順利流人大地，能量就不會擊中在輸電線路的某處，產生破壞。在架設輸電線路桿塔的施工中，降低桿塔接地電阻存量，不但提升了輸電線路承受雷擊的能力，還能降低成本。

2.3安裝側向避雷針等避雷設備

避雷設備能夠防范雷電繞擊，因此，輸電線路上面可以安裝一些避雷設備，來減少輸電線路受到雷擊的次數，提升輸電線路的防雷水平。安裝避雷設備時，如果能夠把保護角度調整到最佳，就能擴展避雷設備為輸電線路防雷的范圍，減小輸電線路受到雷擊的概率。比如說，在山頂、半山腰等較高地勢處架設的輸電線路桿塔，有時會與雷電的云平行，甚至比雷電的云還要高，非常容易遭受雷電襲擊的破壞。那么，就可以在輸電線路桿塔橫擔兩側這里安裝側向避雷針。此處的側向避雷針，長度最好在3米，中間最好固定1.2米長，橫向長度大約設置為1.8米，并且用3個有效固定點來安置。

2.4安裝自動化重合閘設備（防雷保護間隙）

根據過往雷擊事故中總結、統計的經驗，90%以上的輸電線路遭受雷擊的事故，都是瞬時雷擊造成的。也就是說，很多情況下，雷擊并不會給輸電線路造成永久故障損害。因此，為了讓輸電線路的供電性能更加可靠，應當為輸電線路的保護裝置安裝自動化重合閘設備，從而在輸電線路發生閃絡，或遭受雷擊后自動跳閘的情況之后，自動地重合供電開關，使輸電線路恢復正常的運行，從而把雷擊事故的影響降到最低。比如，安裝在輸電線路絕緣子兩端的防雷保護間隙，就有自動重合閘的作用，保證電力用戶得到不間斷的供電。

2.5安裝防鳥擋板、防鳥刺

防鳥擋板的作用，是隔開橫擔、絕緣子，防止鳥糞掉落到絕緣子上，以免鳥糞引起閃絡、跳閘等輸電線路事故。防鳥刺則固定在輸電線路桿塔橫擔上，作用是阻止鳥類在絕緣子上空落腳。然而，這兩種裝置如果單獨使用，都會反而成為鳥類筑巢的平臺、支架，因此應配合使用。另外，防鳥擋板應當完全覆蓋絕緣子，否則就可能在冬季積雪、結冰，造成輸電線路覆冰閃絡;防鳥擋板應沿著橫擔方向傾斜，以免防鳥擋板上覆蓋積雪、結冰;每塊防鳥擋板需要4個防腐固定件。

2.6安裝驅鳥器

輸電線路桿塔的驅鳥器有多個種類，比如超聲波驅鳥器、風動式驅鳥器、聲光溫度感應驅鳥器、聲光紅外感應驅鳥器、聲光位移感應驅鳥器，等等。這些驅鳥器各有各的優缺點。比如，超聲波驅鳥器的體積較小，方便安裝，但是價格過高，老化過快，而且能被鳥類適應;風動式驅鳥器成本較低，安裝方便，但是安裝后3至5天鳥類就適應了。后三種驅鳥器感應到鳥來才會報警，也就是播放聲音驅鳥，比如一小段鞭炮聲、喇叭聲，效果比較好。

3結語

在110kV輸電線路中綜合運用多種防雷、防鳥害技術，能夠減少110kV輸電線路的故障次數，保障我國各地用電。