110kV架空输电线路防雷探讨

110kV架空输电线路防雷探讨

龚小胜李国彬张海虎李阳斌刘孟禹余雯吴

（云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪653100）

摘要：由于110kV架空输电线路常年暴露在大气环境中，由于自然气候的变化，架空输电线路极易造成雷击，输电线路遭受雷电过电压是发生跳闸的主要原因。110kV架空输电线路主要担负着电能的输送和分配的任务，它在电力系统中和国民用电中的重要性决定了它在研究保护跳闸方面的关键地位。

关键词：雷击原因；110kV输电线路；防雷技术

前言

近年来110kV输电线路因雷击跳闸占了跳闸总数的40%～70%，雷击跳闸现象在海拔较高的地区较为普遍，由于其在生产生活中的重要性，加强110kV的防雷工作至关重要。110kV输电线路对于电力稳定具有十分重要的意义，输电线路很容易早上雷击灾害，雷击跳闸对整个电网的正常运行有很大的影响，可能会造成因检修雷击受损线路而造成停电事件，同时也会增加检修工作量，在雷击事故、事件中雷电波还会沿着线路入侵到变电站或者发电厂，导致变电站或者发电厂的各种设备、线路被烧毁，使得停电线路范围进一步扩大[1]。因此，对110kV的防雷保护关系到电力的可持续供应和电力系统的安全健康，也关系到我们的工作、学习和生活。

1、雷击原因分析

输电线路遭到雷击也称为大气过电压，分为直击雷过电压和感应雷过电压两种类型，其原因是雷云在放电时其过电压通过线路杆作为放电载体，导致线路的绝缘被击穿。雷击要通过建立一个放电泄流通道通过，使大地感应电荷和雷云中的异种电荷互通，所以是否遭到雷击和接地装置是否完好有着直接的关系。当感应雷过输电线路时的电压可达400KV左右，这样的电压值对35KV及以下线路绝缘造成很大的威胁，但感应雷对于110KV及以上线路的绝缘不具太大的威胁。110kV输电线路发生雷击的故障大多数是因为直击雷导致的，同时还和接地装置的完好性有非常直接的关系。直击雷可以分为反击和绕击两类，对线路安全运行造成很大的威胁。我们必须认清雷击的性质，并准确分辨出是那种原因引起的故障，才能采取各种针对性强的防雷措施，实现良好的防雷效果。

反击雷过电压是指当雷击到杆顶和避雷线时出现的雷过电压，这种情况和绝缘强度以及杆塔接地的电阻有直接关系，一般无固定闪络相别，发生在绝缘弱相中，针对此类型的反击雷过电压应采取使降低杆塔接地电阻，做好绝缘保护，提高抗雷水平[2]。绕击雷过电压是指雷电避过避雷线而直接击中了导线导致的雷过电压，出现此类情况是和雷电流幅值，杆塔高度，线路防雷保护方式，特殊地形有关，发生在两边相较多。针对绕击雷过电压我们采取减少避雷线保护角或者安装避雷器等措施。110kV输电线路容易受到雷击的区域包括山顶、风口、河谷、峡谷、潮湿盆地、导电性矿物质集中处等，在高压线路架设过程中，应该要尽量避开这些区域，如果不能避开，则应该要加强防雷保护[3]。

2、雷电的破坏原理

高压输送电路故障的最大一个自然因素就是雷击，故障一旦发生就会造成整个现代电力资源的浪费。众所周知，雷电活动能够产生剧烈的热电效应和磁场效应，还会产生强大的机械性破坏力造成机械的损失，在裸露旷野的高压输电线路特别容易因为这样的电磁效应造成很大的过电压危害。目前电子设备的集成度非常高，他们被广泛地应用于整个电力调度运行的系统中。而高集成的电子设备对雷电电磁脉冲的反应非常的敏感。当输电线路被雷电击中，会由于高集成电子的敏感性产生超负荷的过电压磁波，电压礠波会沿着线路网传入变电站，使变电运行设备的介电强度下降，导致敏感设备中的感应电子器件遭到损坏；供电保护装置和监控系统会产生误动作，造成输电设备的跳闸断电。极大的破坏现代的电力变电输送网。

3、常见的防雷措施

3.1、架设避雷线

在输电线路的综合防雷保护中，架设避雷线是最常见的一种防雷措施，同时也是最基本、最有效的保护手段，110kV线路一般沿全线架设。避雷线为用于屏蔽相导线直接拦截雷击的架空导线，其布置方式为在基杆塔处接地，由每个档距中的量根避雷线装置组成闭合回路，并将避雷线经过一个小间隙对地绝缘，可以降低由于架设避雷线引起工作电流在回路中会产生感应电流所产生线路的功率损耗。

3.2、降低输电线路接地电阻

降低输电线路铁塔接地电阻也是输电线路防雷措施中比较常见的防雷手段，众所周知，输电线路的耐雷水平和接地电阻是成反比的，通过架设避雷线与降低杆塔脚电阻两种形式的防雷措施相配合，可以使得输电线路的防雷性能得到有效增强（降低雷击时输电线路的过电压作用）。在具体实施防雷过程中应根据基杆塔土壤的电导率情况最大化的降低输电线路接地电阻，使接地电阻值保持在一定范围内。

3.3、增加耦合地线

对于输电线路的防雷设计，如果受条件限制难以进行降低杆塔接地电阻过程，此时可考虑在导线下方架设耦合地线的方式。这种防雷设计尤其适用于山区输电线路的防雷保护，能够有效降低雷击跳闸率。其增强输电线路防雷性能的机理为增大避雷线和输电线之间的耦合系数，此外还能够使得通过杆塔的雷电电流向两侧分流，进而有效降低输电线路的雷击跳闸率。

3.4、装设氧化锌避雷器

在某些情况下，既使全线架设避雷线也有可能导致输电线路在雷击时出现线路过电压的现象发生。此时如果对输电线路进行架设线路型避雷器，避雷器能够对输电电路过电压超过一定程度的情况产生动作，雷击电流分为两部分，其中一部分通过避雷器产生的低阻抗回路流向大地，另一部分则通过避雷线流入其他铁塔，限制了线路电压的进一步升高，因而可以提高输电线路耐雷水平。此外，雷击产生的电流在流经避雷线和导线时会通过电磁感应发生耦合分量，使线路电压升高，线路与塔顶间的电位差降低，有效避免绝缘子发生闪络的情况发生。

3.5、装设自动重合闸装置

装设自动重合闸装置也是一种重要的输电线路防雷措施，在我国66kV及以上高压输电线路中应用常见。安装自动重合闸装置的输电线路雷击自动重合闸成功率可达75%-95%左右。线路自动重合闸装置通过完成自动重合闸，可有效提高输电线路的稳定工作性能，但输电线路在受到雷击完成线路重合闸时，为了保证输电线路的安全可靠性，还需对输电线路瞬时故障进行必要的检查，分析和判断雷击原因，清查出输电线路中可能存在的雷击隐患。

3.6装设防绕击避雷针

针对雷电绕击的防护措施根据可能存在的绕机现象，一方面应尽可能降低绕机的雷电流，主要采取减少滚球半径的方法，另一方面，在出现绕机时，雷电流不直接击中输电设备。针对输电线路雷电绕机，，计算时，减少避雷针滚球半径，以加高避雷针或避雷带。针对纵向过电压的防护措施，纵向过电压是指连输电线路对地之间的过电压，其来源主要是雷电波侵入或电磁耦合，应采取减少雷电侵入和电磁耦合等方面的雷电防护措施，对防绕击避雷针安装采取正确安装距离。该项新技术不改变杆塔结构和使用应力，在输电线路耐雷水平不变的前提下，理论上可以大大的降低输电线路的雷击跳闸率，从而实现输电线路的稳定运行。

4、总结

影响雷害的原因复杂多样，我们要仔细分析输电线路雷击的故障情况，提高判断雷害故障性质的准确度，熟悉线路的运行情况，到现场中去，综合分析地理情况特点。

参考文献

[1]吴水清.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].科学只有，2013（10）：41-42

[2]王周.输电线路防雷技术.中国期刊网，2013

[3]曾玉杰，芦程.高压输电线路防雷保护及措施探讨[J].大科技：科技天地，2011（19）：251-252