110kV输电线路防雷与接地电阻的设计研究秦启伟

110kV输电线路防雷与接地电阻的设计研究秦启伟

秦启伟

（国网四川雅安电力（集团）股份有限公司荥经县供电分公司四川雅安625200）

摘要：在我国社会不断发展，人们生活不断改善的背景下，供电需求不断上涨，电力系统运行面临诸多的挑战。110kV输电线路作为电能传输的重要部分，对电力企业供电质量与服务水平有着重要作用。作为电力供应最长使用的一种输电方式，长期暴露在室外环境下，特别容易受到气候条件、自然因素的影响，造成雷击或跳闸现象。本文主要对110kV输电线路防雷与接地设计进行探讨，提出合理的设计措施，希望能够提高电力系统的运行水平，为人们提供更加安全可靠的用电条件。

关键词：110kV输电线路；防雷与接地电阻；设计

引言

现阶段，随着经济的稳步提升，各种电气设备、智能产品出现在人们生活、工作中，在提高人们生活质量的同时对供电服务也提出更高的要求，电力能源逐渐成为人们赖以生存的基础保障，如果没有了电，那也就没有了当前的美好生活。因此，输电线路的运行质量不仅对人们生活造成很大影响，还具有高空化、大型化、分布广的特点，为了实现最初的目标效果，优化输电线路设计，提高110kV输电线路的防雷接地水平具有重要意义。

1输电线路雷电产生原因及种类

1.1产生原因

闪电的产生原因是云带电，它是一个大的雷暴电荷云的积累。通常情况下，大气层中湿热气流上升，从而导致稀薄的空气向下冷凝，而上升的湿热气流强烈地穿过云层时会打裂水滴，导致其充电，水磨稍带负电荷。在这种情况下，风向上吹起时，就会产生一些带正电的局部区域。相关数据表明，一般云上部会产生正电荷，下部产生负电荷，而中间则是正电荷和负电荷的混合区。实际上，闪电雷雨云可产生的最大电场强度达到了3．4kV/cm，雷云平均电场强度达到了1．5kV/cm，在放电阶段雷云主要包括主放电和先导放电两个阶段。在雷雨天气，如果未按照要求做好防雷击措施，将会诱发输电线路出现跳闸故障，从而对110kV输电线路的正常运行产生不利影响。

1.2接地装置问题

接地装置的问题主要有以下4个：①施工中未按设计方案、工艺要求施工，遗留高接地电阻；②地网运行时间较长，锈蚀老化造成截面逐年缩小；③雷击产生的电动力造成接地体与土壤脱离或极化；④水土流失造成接地体外露或埋深降低，都会造成接地电阻逐年升高。

1.3施工因素

110kV输电线路本身具有高危险性和复杂性特点，在施工过程中必须结合现场的实际情况，严格按照施工图纸及标准要求进行作业。由于110kV输电线路施工现场处于土壤电阻高的山区或者岩石区域，给正常的施工作业带来很大影响，经常会出现不按图纸施工的情况，最终导致输电线路施工的质量问题。另外，一些施工人员没有足够的责任心和技术水平，在施工中填土不规范、接地装置不合理、细节处理不到位，导致输电线路设置不合理，容易受到雷击现象。

2110kV输电线路防雷措施

2.1选择合理的线路路径

110kV输电线路防雷最先考虑应是选择合理的线路路径，在布设输电线路之前对各地区的气候条件、地理特征等情况进行综合分析研究，并进行实地考察，确保110kV输电线路布局规划具有合理性、科学性，尽可能地避免线路经过顺风河谷等恶劣环境，并将线路铺设在雷击发生较少的地区。如果实际情况无法避开恶劣环境或雷击多的地区，则应加强线路防雷水平。

2.2选择适当的绝缘方式

要保证110kV输电线路持续不断地输送电能，就必须针对电压等级、运行环境、气象条件、导线型号科学分析，再选择合理的绝缘配置。一般而言，多雷区、重污区的输电线路应配置大爬距或合成绝缘子；中雷区或少雷区、无污染地区可配置一般的瓷质绝缘子。在110kV输电线路中，近水区域、断面较高地段、大跨越较易遭受雷击，在绝缘配置上要重点考虑，主要方法是增加绝缘子片数或使用大爬距绝缘子，无避雷线的线路可装设避雷线，有避雷线的线路可加大避雷线与导线的距离和增加耦合地线，根据现场运行需要可安装避雷器或加装保护间隙。

2.3使用降阻剂

降阻剂对接地电阻具有直接作用，具有长久性、稳定性的特点。降阻剂自身具备多种成分的导电体，将其埋设在土壤与接地体之间，能够与金属接地体形成一个有效的整体，提高电流流通面。另外，降阻剂的应用还能够降低土壤中的电阻率，起到对周围土壤渗透的效果，从而在接地体周围形成一个较为平缓的低电阻区域。降阻剂的应用可以提高架空输电线路的防雷水平，减少接地体的数量，节约成本费用，提高防雷效果。在使用中设计人员应该根据110kV输电线路的具体接地情况，明确设计目的，充分发挥降阻剂所具有的功能效益。3安装可以控制的放电避雷针装置，安上自动重合装置减少雷电绕击的主要方式之一即加大线路保护角，随着科学的进步与发展，也可通过装置设备来提升雷电防护能力；一些闪络性跳闸事故可通过自动重合装置来处理，以及时保证正常供电。

2.4做好杆塔接地工作，强化降阻手段

在使用110kV输电线路过程中，杆塔对其工作的安全性起重要作用，所以要将杆塔接地电阻的阻值降低。在选定110kV输电杆塔地点时，不同的地质条件也会影响当土质的电阻率参数。若是普通杆塔，在外界因素不变的情况下，降低杆塔电阻会使输电线路水平明显提高。利用杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护，可降低110kV输电线路被雷电打击几率。被熟知并常用的降低杆塔接地电阻的方法有：外引接地、接地网面积扩大、使用降阻剂。虽然此举可增强输电线的放雷水平，但在特殊情况下，采用耦合地线的方式可以更加有效的提高110kV输电线路的防雷能力。耦合电线可使绝缘子串的反击电压降低，也可以分流雷电电流。实践证明，在降低杆塔接地电阻无效的情况下，可以使用耦合地线的方式。此种方式可降低跳闸事故的发生，对110kV输电网络起到保护作用，也可使高压输电系统正常运作。在山区使用效果显著。

2.5有效应用自动重合闸技术

自动重合闸技术是线路保护中较为常用的技术之一。通常情况下，在110kV输电线路系统中有效安装自动合闸装置，可根据电路故障实际情况，通过自动合闸进行线路保护，实现线路故障影响的有效控制。总结工作经验发现，在110kV输电线路中安装自动合闸装置，当发生线路故障时，在继电保护动作下实现故障切除，电弧自动熄灭，从而提升输电线路供电的稳定性、安全性和可靠性。目前，在110kV输电线路设计过程中，常应用单项重合闸进行线路保护；在易发生相间短路故障的输电线路中，常采用综合重合闸进行线路保护。

2.6降低接地电阻

除了做好塔杆的接地设计以外，降低接地电阻的影响也是非常重要的一方面，这对输定线路发生雷击和跳闸现象有很大影响。因为110kV输电线路自身所具备的抗雷击能力与接地电阻呈反比关系，当接地电阻越大的时候，输电线路越不容易产生雷击跳闸故障。由此可见，合理的接地装置是提高110kV输电线路安全运行的有效条件，尽可能的降低接地电阻对雷击现象的影响，促进架空输电线路的安全运行。

结语

110kV输电线路高度高，传输电压大，因此很容易被雷击。为了减少线路的雷击跳闸率，提高线路的供电可靠性、稳定性，优化线路经济效益，必须不断提高其防雷水平。110kV输电线路防雷的核心是杆塔接地设计，减少杆塔接地电阻可以有效降低线路雷击跳闸率。

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