输电线路防雷技术研究

输电线路防雷技术研究

郑亚荣

海南电网设计有限责任公司   海南海口 570100   

摘要：

在输电线路运行过程中，其稳定性会受到多种因素的干扰，雷击是最常见也是最典型的影响因素。一般情况下，雷击可能会导致电流输送设备受损，进而造成区域大范围内停电，严重情况下，雷击会给人们的生命安全带来威胁，从而影响人们的日常生产生活。所以，有关人员必须加强对输电线路防雷技术的研究，为输电线路的持续稳定运行提供保障。

关键词：输电线路；雷击；防雷技术；电路运行

在输电线路运行过程中，110kV输电线路成为电能输送主要载体，相较于其他的输电线路，110kV输电线路通常铺设避雷线作为雷电保护，由于 110kV输电线路一般架设在人员密集度小的山区、丘陵地带，这些区域地形条件复杂且容易受到自然气候因素的影响，使得输电线路遭受雷击的概率增大，因此经常会发生输电线路跳闸、停电等线路故障^[1]。为确保输电线路的平稳运行，有关人员应当对输电线路的防雷技术进行全面深入的研究。

1.110kV输电线雷击电流基本特点

当110kV输电线被雷击中时，首先会立即作用在地面上的接地系统，再由对应的接地装置将输电线路中的雷电流迅速向外界释放。通常情况下，可借助输电线路的避雷针上专门的电流检测计量器对接收的雷电流进行粗略的计算^[2]。值得注意的是，110kV输电线路的雷电流值随时都会发生变化，并不是一个固定的数值。输电线路周边的地理环境、自然气象等都会影响雷电流的数值^[3]。所以，电力部门在架设110kV输电线路之前，有关人员应结合当地的地形、自然气候等特征做好相应的防雷工作。

2.110kV输电线路雷击损害

110kV输电线路是国家电能输送的关键，在110kV输电线路运行过程中，雷击会对其造成非常大的损害。一般情况下，因雷击造成的输电线路跳闸主要是与架空地线、雷击电流值、接地电阻和地线特点等综合因素有关，这些可能会使雷电反击和雷电绕击等雷击现象成为110kV输电线路运行过程中最为普遍的雷电危害^[4]。

3.输电线路防雷技术分析

3.1合理选择输电线路路径

在国家电能输送中，110kV输电线路是规模较大且应用比较广泛的输电线路，同样也是防雷击的重点对象。输电线路防雷技术涉及到多方面的内容，不同类型的防雷技术所适用的条件环境及展现的技术特点也是不尽相同的。据有关研究表示，雷击的密度直接关系到输电线路遭受雷击的影响程度，通常情况下，多雷电天气现象的区域输电线路遭受雷击的概率和频率都比较高。所以，在进行输电线路路径设计时应尽量避开雷电密集区，以减少雷电对电能供给的不良影响。同时，输电线路遭受雷击与地区土壤条件也有着一定的关系，土壤电阻率低的区域或者是土壤电阻率变化差异比较大的地区更加容易受到雷电的干扰。例如，空气湿度比较大的地区、地势起伏明显的平原丘陵交接处和各类金属矿区等都是雷电分布的密集区，这些地方的土壤整体电阻率都比较低，因此，设计人员在选线时，应选择地势平缓、土壤电阻率适宜的区域，以此确保降低雷电危害。

3.2设置避雷线

110kV输电线路运行过程中，在线路上架设避雷线可以有效加强输电线路的防雷性能，借助避雷线可增强地线与导线之间的耦合性，利用架设避雷线减少导线上的感应过电压。避雷线能够有效防止雷电直击输电线路的情况发生，利用避雷线的分流作用降低雷电对输电线路的冲击程度。110kV输电线路设计过程中，在雷电特别强烈的地区,设计人员可在线路全线设置双避雷线，因为双避雷线的避雷效果要比单避雷线的避雷效果更加突出，并且根据线路实际情况设置适当的保护角，以此有效防止雷电绕击输电线路。针对地势起伏大的山区和雷电密集区域更应当架设双避雷线并且减小地线保护角甚至采用负保护角，可结合实际需求适当地将避雷线向外移动，不断缩短导线与避雷线之间的距离，通过外移这种方法减少输电线路保护角。值得注意的是，将避雷线的外移距离控制在合理范围之内，导线与避雷线之间的距离不能过大，否则避雷线就无法起到防雷击的作用。设计时需确保电线杆塔上两根地线的距离不得大于导线与地线间垂直距离的5倍。另外，也可通过向内移动导线的方式来控制输电线路保护角，这样既可避免杆塔重量和基础应力的增加，又可缩减输电通道，从而达到更佳的避雷效果。

3.3设置线路避雷器

在110kV输电线路架设和铺设中，为有效减少雷击事故的发生，可在雷电密集区、电路绝缘能力薄弱的区域及土壤电阻率高的地段设置线路避雷器。借助输电线路避雷器的防雷击作用，给输电线路提供保护，进而提升整个电力运行系统的安全性与稳定性。在输电线路上进行避雷器安装，一般将其安置在容易遭受雷击路段的电线杆塔上，同时，施工人员要结合防雷技术的实用性和经济性，将避雷器安装在易绕击相，从易绕击相数考虑，进而确定输电线路避雷器的安装数量，采用这种科学合理的避雷器安装方式，不仅可以强化电线杆塔的抗雷击性能，还可以有效避免绕击跳闸问题的发生。

3.4设置避雷针

在110kV输电线路的防雷击处理中，水平侧向避雷针是最为常规的防雷击设施，避雷针可快速、安全地将雷电流导入低下，以此保护输电线路免受雷击的损害。在电线塔杆上安装水平侧向避雷针，可提高避雷线对弱雷的吸引力，进而扩大避雷线的覆盖范围。通过实验表明，在输电线路中安装侧向避雷针可起到保护导线和绝缘子的作用，进而有效预防输电线路闪络事故的发生。在实际的110kV输电线路防雷电工序施工中，为确保输电线路的保护效果，可在三相均安装侧向避雷针。具体的安装操作步骤为，现将电线塔杆横担与三个固定螺旋孔进行连接，再将避雷针与地下引线和接地体相连接，以这种连接方式将雷击时产生的电流安全地导入地下。在进行三相侧向避雷真安装时，应结合该区域的地形条件对于是否在电线塔杆横担两侧均安装避雷针做出准确的判断，在侧向避雷针安装前期，应对输电线路的来雷方向进行确认，在此基础上，对侧向避雷针的安装位置加以确定，有效防止避雷针的重复安装，从降低工程造价，提高经济效益性。

3.5输电线路绝缘设置

在进行输电线路绝缘体设计工作时，应当根据输电线路电压运行的等级、线路外部环境和绝缘子的机电负荷来确定输电线路绝缘体的规格型号，不同材质的绝缘子所展现出的使用性能是不同的，例如，棒形绝缘体具有爬电距离大且不可击穿的优势，设计人员可结合输电线路铺设要求进行仔细筛选，以保证绝缘体的阻电作用。

结论：

综上所述，确保110kV输电线路的安全平稳运行，有关人员应结合电路铺设的实际情况对防雷击技术进行深入分析，通过合理筛选输电线路、设置避雷线、安装线路避雷器、安装避雷针以及设置输电线路绝缘子等措施，全面强化输电线路的抗雷击性能。

参考文献：

[1]丁博,赵铭. 输电线路设计中线路防雷技术的运用研究[J]. 中国高新区,2018(01):149-149.

[2]沈力. 分析110kV输电线路防雷技术综合应用及运维管理[J]. 通讯世界,2018(02):202-203.

[3]虞建武. 输电线路设计中线路防雷技术的运用分析[J]. 科技与创新,2018(12):148-149.

[4]肖定静. 浅析110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J]. 山东工业技术,2018(13):162-162.