对110kV输电线路综合防雷技术分析

对110kV输电线路综合防雷技术分析

施斐

国网江西省电力公司赣州供电分公司江西省赣州市341000

摘要：随着我国经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全运行问题也越来越突出。对于输电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压输电线路供电可靠性的重要因素。加之由于近年来某些输电线路所处地势复杂在一些地面倾斜度大的地方很容易发生雷击事故，出现击穿电线等问题，应做好输电线路的综合防雷措施，保证输电线路具备相应的防雷功能。本文作者结合工作实践，针对110kV输电线路的防雷技术措施和运用进行分析和阐述，可供大家借鉴参考。

关键词：110kV；输电线路；防雷技术；措施

110kV输电线路的安全运行受到很多外界因素的影响。其中雷电会对110kV输电线路的安全运行造成很大的影响，所以要对110kV输电线路采取一定的防雷措施以避免雷电对其造成很大的影响。110kV输电线路防雷措施的实施是一项复杂性、系统性的工程，在防雷措施的设计与施工时，我们应该充分考虑到现场的地形、地质、气象等外界因素，再结合其他相同地质条件下施工工程的成功经验，对输电线路的布置和防雷技术进行合理的设计和实施。因此，我们要先对110kV输电线路可能存在的雷击风险进行分析预测，选择合理的避雷措施，可以通过降低杆塔接地电阻、减小线路保护角、提高输电线路绝缘度及架设避雷线等措施，从而最大限度地提高110kV输电线路的防雷能力，降低雷击风险。

一、雷电对110kV输电线路的影响

我国的气象条件变化较大，雷电天气发生频繁，在夏季雷电强度也很大。雷电的发生会直接影响到110kV输电线路的正常运行，容易发生绝缘子闪络、地线断开等电力安全事故，对人们的用电造成严重的影响。另外，在一些地势复杂、交通条件落后等地发生雷电事故的频率更高，而这些地区的在进行线路检查和维修时往往比较困难，从而导致这些地区的线路故障不能得到及时的解决，加大了电力事故的风险性，可能还会进一步引发更为严重、范围更广的事故，对人们的生命财产安全造成很大的隐患。由于110kV输电线路一般采取架空线路的方式，输电线路所处的地理条件会直接影响到线路的分布和架设，在地理环境恶劣的地区架设输电线路会加大防雷设计的难度，雷电事故的发生率相对地理条件优越的地区也会更高。

二、线路雷击跳闸的两种主要表现形式

线路雷击跳闸的主要表现形式有两种：一种是直击雷，一种是绕击雷。直击雷是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。直击雷具有很大的威力，雷电压可达几万伏，甚至几百万伏，瞬间电流也有可能达到十几万安，在雷电造成的通路上，物体会被高温烧伤。直击雷一般会造成该塔一相或多相瓷瓶闪络，它多为击于塔顶及塔顶四周的避雷线。另一种绕击雷，是绕过避雷线击于导线上，多发生在线路四周空旷地区和大跨越档。一般会造成边相瓷瓶串闪络这种现象，迎着雷云走向的一侧就是该边相，当雷电流较大时，雷绕击导线候，雷电流会沿着导线两侧传递，但这也会造成该档相邻的杆塔同相瓷瓶串闪络，当较大的雷电流绕击在靠一侧杆塔的导线上时，也会造成该塔的瓷瓶串闪络，但是由于雷电流过大，在通过杆塔入地时，过大的雷电流会造成塔顶电位高，这也会引起反击，造成其它相瓷瓶闪络。

三、常见110kV输电线路综合防雷措施分析

第一，降低杆塔接地电阻。当输电吸纳路通过山区时，由于山区线路多数处于高土壤电阻率地区，一些接地电阻的杆塔会超规，这时我们可以采取挖深接地坑道改善接地土壤率、加降阻剂的措施将超规的接地电阻降低在规定的范围内，按规程要求，应该每两年对变电站进出口1-2公里的接地电阻遥测以此，每五年对全线杆塔接地电阻遥测一次，发现不合格的接地电阻时，要及时进行更换处理。

第二，耦合地线和架设保护装置。耦合地线和架设保护装置可以共同形成一个全方位的高频保护系统，可以将雷击电流完全导入到地下。整个高频保护系统由耦合电容器、滤波器、高频电缆及线路阻波器等组成。其中，耦合电容器一般位于工频高压交流电线路和高压交流输电线路中，其基本原理在于其作为一个电容器将电力线与滤波器串联起来，从而传递电力网络信号，从而取到保护、控制、载波等多种作用。滤波器主要由调谐元件、接地闸刀、避雷器和排流线圈等几个部分构成，再将其接入电力线载波机和收发信机等高频电缆系统中，并与耦合电容器相互协调，以匹配高频电缆和电力线路中的阻抗。线路阻波器主要由主线圈、保护元件及调谐元件等部分并联而成。主线圈在电力线路中以串联方式连接，利用工频电流作为核心的电感设备，保护元件一般指的是避雷器，调谐元件是线路阻波器的回路调谐设施，有助于提高电压和电流的稳定性，当110kV输电线路发生雷击事故，则阻波器能够避免电压对设备和线路造成损坏。一旦110kV输电线路高频保护系统出现障碍且发生雷击事故，则可以通过这一手段分析和判断故障原因。当载波机频繁发出警告时，我们应对载波机进行全面而彻底的检查，排除载波机自身故障后，再检查高频保护系统。在检查高频保护系统前，我们还需检查近期110kV输电线路是否受到雷雨割接和改道处理等外界因素的影响，从而可以最大程度地减小故障排查范围，最后再利用选频表测量高频系统各点的电平，从而准确地判断故障的影响范围及基本性质，进而达到进一步缩小故障排查范围的目的。还可由中间高频保护通道部位起，全面检查通道中载波机的全部导频电平状况，然后检查线路阻波器、滤波器、耦合电容以及电缆等设备。

第三，装设自动重合闸。电力系统中，当系统在一定的运行条件下运行时，常不可避免的有线路雷击跳闸现象发生，但这种情况应该限制在一定范围内。装设重合闸装置是线路防雷的一项重要措施，保证雷击跳闸后的供电可靠性的一种方式是提高重合闸装置动作的可靠性。

四、110kV输电线路综合防雷措施的应用

第一，采取不平衡绝缘手段实施防雷措施

在高压输电线路，尤其是超高压输电线路中，这种110kV输电线路做防雷处理措施时，由于大多采用同杆架设的双回路线路的方式，进行普通的综合防雷处理起不到较好的效果，为减少双回路雷击事故的发生率，保证110kV输电线路安全稳定运行，可采取可通过不平衡绝缘措施避免发生雷击事故。利用不平衡绝缘措施把绝缘子片串接入110kV输电线路中，同时采取差异化布局，确保绝缘子片数量较少的部位首先出现闪络现象，此时，闪络后导线会转化为地线，确保该导线可以跟其他导线互相耦合，从而使输电线路的能够稳定运行，提高110kV输电线路的防雷效果。

第二，在输电线路比较集中的位置设置引雷塔

对于线路密集位置和雷击事故发生率较高的地方，可以采取设置引雷塔的措施来保护110kV输电线路的安全，使其安全稳定地运行。引雷塔利用的是一种以“引雷消雷”原理为基础的综合防雷技术，通过塔顶的放电避雷针将强雷电作用所产生的电流向下释放，最终将雷击电流导入到大地，从而减少雷击电流对输电线的损害，保证输电线安全稳定地运行。

第三，采用避雷器

在配电线路上安装避雷器是世界各国广泛采用防护雷电过电压的一种方法。线路安装避雷器候，当雷击杆塔，雷电流会产生分流，一部分雷电流经过杆塔了流入大地；但是当雷电流达到一定值时，避雷器会介入，加入分流，一大部分的雷电流会通过避雷器流入导线，传播到相邻杆塔。当线路遭受到的是感应雷过电压时，雷电流会沿着线路流动，并向导线两侧传播，在雷电流达到一定值后，线路避雷器介入，会加入分流，大部分雷电流又会通过避雷器流入大地。线路避雷器与绝缘子并联，具有良好的钳位作用，即使雷击电流增大很多，避雷器的残压也仅是些微增加，绝缘子仍不会发生闪络，这是由于避雷器的残压低于绝缘子串50%放电电压，这是线路避雷器防雷的重要特点。

五、结束语

综上所述：为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑高压输电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高压输电线路运行经验以及系统运行方式等。通过比较选取合理的防雷设计，提高高压输电线路的耐雷水平。雷电活动是一个复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

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