浅析110kV同塔双回输电线路雷击同跳措施

浅析110kV同塔双回输电线路雷击同跳措施

陈殷毅

陈殷毅广州晟源电力勘测设计咨询有限公司广东广州510000

摘要：输电线路作为电力系统的重要组成部分，肩负输送电力的重要任务，因此线路的安全运行在生活中起到决定性作用。由于架空输电线路架设在户外，存在着各种不稳定因素，其中受雷击是造成线路跳闸率居高不下的主要原因，因此必须十分重视输电线路的防护问题。基于此，本文针对110kV同塔双回线路雷击同跳事件进行分析，并提出了相应的解决措施。

关键词：110kV；同塔双回输电线路；差异化防雷措施

1、110kV同塔双回输电线路防雷设计的必要性分析电能是现代社会文明的基础。它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力，在国民经济中占有十分重要的地位。而电力线路是电力系统的重要组成部分，它担负着输送和分配电能的任务，在电力系统中充当纽带的作用。架空输电线路一般沿途翻山越岭、跨江过河，即要经受严寒酷暑，还要承受风霜雨雪及雷击。雷电是一种很严重的自然灾害，雷电活动一旦对大地产生放电，便会引起巨大的热效应，电效应和机械力，而造成巨大的破坏。而输电线路分布很广，地处旷野，绵延数百公里，很容遭受雷击。根据广东电网2007-2011年同塔线路防雷运行统计表明，110kV及以上线路雷击同跳次数约占全部雷击跳闸的15-30%，其中双回同跳约占80%以上、110kV同跳约占70%以上，因此应重点防治110kV、220kV雷击双回同跳，并且110kV同塔线路绝缘配置不平衡度应大于220kV同塔线路。因此同塔双回输电线路防雷工作重点，应尽力减少线路多相雷击故障，减少同塔双回线路雷击同跳事件雷击跳闸次数。110kV同塔双回输电线路的雷害事故成为电力系统稳定运行的一个重要课题。

110kV同塔双回输电线路为电网提供安全可靠的运行方式，当一回发生供电事故时，另一回可马上对其恢复供电，提高输电线路供电可靠性。

当雷电击中输电线路后不仅引起同跳事件，甚至会沿输电线路传入变电站的侵入波会威胁着变电站的电气设备，造成重大事故。因此做好输电线路的防雷设计不仅可以减少雷击同塔双回输电线路引起的雷击同跳次数，还有利于变电站内电气设备的安全运行，是保证电力系统供电可靠性的重要环节。

2、110kV同塔双回输电线路差异化防雷设计的措施2.1合理选择110kV输电线路路径走廊高压架空输电线路地处旷野，纵横交错，且线路很长，翻山越岭，极易遭受雷击。大量的输电线路的运行状况及事故发生后调查表明，雷击是造成线路停电事故的主要原因；同时雷击线路形成的雷电过电压波沿线路传播侵入变电站，更会危害各个变电站设备的安全运行。而线路的雷击路段往往是在某个地段、某些杆塔，我们通常称之为强雷区或选择性雷击区。

为减少输电线路的跳闸率，我们就必须加强该地区输电线路的防雷保护，合理的选择线路走廊，在对城乡规划影响较小且技术经济合理的情况下尽量避开一些雷电频发地段。易击段区域：1）山区线路雷暴走廊，包括山区峡谷通风口。

2）以往调查资料显示雷暴活动剧烈地区及已建线路雷击跳闸率较高的地段。

3）沿海多雷区域。

2.2增加绝缘子片数绝缘子是线路绝缘的主要原件，用来支撑或是悬吊导线使之与杆塔绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘强度。选择绝缘子片数的方法一般有两种：一种是按各类污秽条件下绝缘子串污闪电压来选择；另一种是按各类污秽条件下绝缘子串的爬电比距来选择。据广东电网2007-2011年同塔线路防雷运行统计表明，80%以上雷击同跳发生在直线塔和复合绝缘子，70%以上发生在山区、丘陵地带，并且同塔线路雷击跳闸重合成功率亦低于单回线路，因此应重点关注直线高塔、复合绝缘子及山区同塔多回线路防雷。

对已建和新建110kV同塔双回输电线路如其两侧的绝缘等级一样，受雷击时极易造成同跳事件。故针对此情况可采用不平衡绝缘配置同塔双回线路，可将其中一回各相增加2片玻璃绝缘子（绝缘强度约增加25%），另一回绝缘水平不变；受塔头间隙等条件限制，将其中一回各相增加1片绝缘子（绝缘强度约增加12.5%），另一回绝缘水平不变。通过增加一回的绝缘等级来减少同跳事件。

2.3降低雷电密集区的接地电阻“防雷在于接地”。各种防雷保护装置（差异化绝缘、避雷线、避雷针）都必须配以相应的接地装置，减低接地电阻才能及时的将雷电流流入大地，有效地起到保护作用。而雷电反击是造成同塔多回线路雷击同时跳闸的主因，同时，强雷暴过程中连续、多次雷电绕击也会导致多回线路同时跳闸。

因此防治多回线路雷击同跳事件除实施不平衡绝缘策略外，应重点采取降低杆塔接地电阻并全线杆塔逐基接地。接地电阻受区域位置的影响，根据各个塔位土壤电阻率大小选择合适的接地型式，如土壤电阻率超过2000?.m，接地电阻很难降到30?时，可采用6～8根总长不超过500m的放射形接地体，使其接地电阻不受限制。如离塔位不远处有土壤电阻率较低的地方，也可采用引外接地。部分土壤电阻率特别高的地区，可采用接地体包裹降阻剂降低工频接地电阻。

接地装置的埋深在一般地区0.8m，山地0.6m，岩石地区开挖困难时，接地装置的埋深可适当减小，但也不得小于0.3m。

2.4加装中间型线路避雷器在一些受雷击频繁且同跳事件严重的地区，且接地电阻难于降低的情况下，为了降低事故的发生率，提高同塔双回输电线路的供电可靠性。可在输电线路易击段、易击塔、易击相处一回加装中间型线路避雷器。当输电线路部分杆塔其中一回加装线路避雷器之后，遭受雷击时，使其中一回跳闸来保护另一回路正常供电，借此提供同塔双回输电线路的供电可靠性。

加装线路避雷器回路雷电流的分流将发生变化，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线至相临的杆塔泄流。雷电流在流至相临杆塔是，由于线间发生电磁感应，使导地线上产生耦合分量。又因受雷击是避雷器的分流原大于地线的分流，这种情况下的分流将使导线的电位提高，即导线和杆塔的电位差小于绝缘子串的闪络电压，使绝缘子不发生闪络。从而提高其中一回线路的防雷水平，避免同跳事件发生。

加装中间型线路避雷器运行及成本较高，尽对雷电反击、绕击均有效，且保护范围较小（仅限于安装相）还存在运维问题，因此，宜根据线路重要性和技术经济原则，因地制宜的选择应用。按照以上原则安装中间型线路避雷器推荐运用以下安装方式，图中黑点为线路避雷器的安装位置如下：

结束语110kV同塔双回输电线路的供电可靠性一直受雷击引起同跳事故的影响，而落雷的随机性及其复杂性也给当下运行线路防雷改造提出了更高的技术要求。综上所述对于110kV同塔双回输电线路防雷措施；首先应明确易击段和线路跳闸主要原因，以反击为主的，重点采取降低接地电阻等措施；以绕击为主的，重点采取减小保护角等措施；反击和绕击皆防的，采取不平衡绝缘、线路避雷器等措施。

参考文献：[1]张殿生.电力工程高压送变电线路设计手册.中国电力出版社.2011[2]熊信银，张步涵.电气工程基础.华中科技大学出版社.2013[3]广东电网公司生产技术部.广东电网公司电力科学研究院.广东电网公司110kV～500kV交流架空同塔多回输电线路防雷技术导则.2012[4]钟炯聪.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[D].华南理工大学.2010[5]董吉谔.电力金具手册.中国电力出版社.2006[6]中国电力企业联合会.110kV～750kV架空输电线路设计规范[GB50545].中国计划出版社.2010