110kV输电线路综合防雷措施探讨
- 格式：docx
- 大小：28.49 KB
- 文档页数：3
110kV输电线路综合防雷措施探讨
摘要：随着社会用电需求逐步提升，输电线路作为供电主网设备，对其供电可靠性的要求越来越高。而影响输电线路可靠供电的众多跳闸原因中，雷击故障占比很大，尤其110kV输电线路由于绝缘水平相对较低，发生雷击故障的可能性更高一些。电网运维中对110kV输电线路的防雷治理也比较困难。因此，本文对110kV输电线路综合防雷措施进行了探讨，为线路防雷工作提出一些见解。
关键词：110kV输电线路；防雷措施
110kV输电线路的防雷害治理是一项综合性的系统工程，应综合考虑地形地貌、土壤环境及线路周边气象条件等多方面因素，同时借鉴运行中的周边其他线路雷害情况和防雷经验，形成一套系统的从建设阶段到运维阶段全过程的综合性防雷方案。
1、输电线路雷击原因分析
雷电放电是由雷云的负电荷与大地感应的正电荷之间瞬间发生中和的结果。一次雷击的主放电阶段发生在雷云电场下行先导接近地面时，其会与从地面凸起处发出的向上的迎面先导相遇，两者之间发生强烈的“中和”现象，引发强大的电流，并伴随着闪电和雷鸣，形成放电通道。输电线路杆塔普遍较周边环境高出很多，雷雨天气下很容易形成雷电放电通道，因此被雷击的概率很大。当雷电击中线路时，雷电波一旦侵入供电设施设备就会影响到电力系统的正常运行，给系统带来很大的危险性。
雷击输电线路的形式主要分为三种：一种是直击雷或绕击雷，雷云直接对电力线路放电产生冲击电压。一种是反击雷，雷云对杆塔顶部或对架空地线放电，雷电流经杆塔入地时，在杆塔或接地装置阻抗上产生电压降，造成杆塔顶部出现高电位，可能击穿绝缘子造成对导线放电。还有一种是感应雷，雷击于线路附近时，由于电磁感应在线路上形成过电压。其中危害较大、出现较多的情况主要是直击雷和反击雷，直击雷可以轻而易举地破坏绝缘子，甚至还有可能击断导线，反击雷容易使同塔多回线路同时发生跳闸。
2、输电线路防雷技术思路
2.1保护线路免遭雷击
利用雷电易与较高的突出物放电的特性，在输电线路上层装设架空地线，可以使雷击提前发生在架空地线上，把雷电流引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入地下，以此保护导线免遭雷击。这种措施可以有效防止直击雷的发生，而为了进一步避免绕击雷的发生，在雷害严重地段应适当调整架空地线保护角的设计值，保护角越小，对导线的保护范围就越大，发生绕击雷的概率就越小。
2.2消除雷击过电压
当线路发生雷击过电压情况下，必须尽快消除过电压的状态，否则会破坏线路绝缘，从而引发线路故障。避雷器作为一种专用的防雷设施可以有效消除直击或绕击雷击过电压。避雷器安装时上端接在线路上，下端接地，与被保护线路并联，正常时处于不导通状态，出现雷电过电压时，击穿放电，切断过电压，起到保护作用，过电压终止后，迅速恢复正常的不导通状态。
2.3提高线路绝缘水平
当线路发生反击雷或感应雷过电压时，线路绝缘薄弱处很容易被破坏，因此对于处于雷害高发区和易被雷击的地段应适当提高输电线路绝缘程度，综合考虑经济运行和安全运行的总体效益，通过增加绝缘子串片数，或者更进一步安装绝缘横担，提高线路绝缘水平，对于雷击过电压程度相对较低的情况，比如雷电反击或感应雷击过电压都能起到良好的防雷效果。
2.4建立良好的雷电泄流通道
输电设备被雷击时，不管是架空地线还是杆塔等各个部位都必须通过良好的通道迅速把雷电流泄入大地，才能尽快消除线路雷电过电压状态，确保输电线路正常运行。因此建立良好的雷电泄流通道是防雷的基础，只有奠定了坚实的基础，才能使各类防雷措施发挥出良好的效果。雷电泄流通道普遍由引下线和接地装置构成，接地装置和引下线的制作标准不得低于相关规程要求，且尽量高于标准，才能起到更好的作用。
3、110kV输电线路综合防雷措施的应用
110kV输电线路绝缘配置相对低于其他高电压等级输电线路，在同样的环境因素下更容易遭受雷击，因此针对110kV输电线路采取的防雷手段不能仅仅局限于一种措施，而要多管齐下，根据不同线路情况综合应用多种措施，才能达到最佳防雷效果。
3.1架空地线的设计应用
架空地线作为输电线路的第一道防雷保护屏障，其作用是十分明显的。根据110kV输电线路的日常运维管理经验，线路在全线安装避雷线之后比安装前的雷害故障次数能够明显下降70%左右。尤其是110kV输电线路绝缘水平较低，更应该全线设计避雷线，而且设计时要充分考虑线路走廊周边环境和气象条件，因地制宜合理设计避雷线保护范围，一般环境下避雷线保护角要小于20º-30°，经过多雷区时保护角应考虑设计为负角，防止绕击雷的发生，使避雷线能够在不同环境下始终满足对导线的保护需求。
3.2带间隙氧化锌避雷器的配合应用
架空地线虽然能够起到主要防雷作用，但处于多雷区的线路仍然有概率发生雷电绕击的情况，当雷击到导线后，必须迅速切除雷电过电压，这就需要配合安装避雷器来保护输电线路，正常时避雷器处在不导通状态，出现雷电过电压时击穿放电，切断过电压，起到保护作用。目前氧化锌避雷器由于具有动作迅速、通流容量大、残压低、无续流、结构简单、可靠性高等优点，而被广泛应用。但氧化锌避雷器由于长期并联在带电线路上，内部会长期通过泄露电流使其发热，甚至导致爆炸，因此输电线路避雷器建议采用带间隙的氧化锌避雷器，既能有效消除泄漏电流，也可以起到防雷保护作用。
3.3接地装置阻抗的有效降低
接地装置是防雷装置的重要组成部分，通过引下线和接地装置可以向大地泄放雷电流，限制防雷装置的对地电压，使之不致过高。因此接地装置的阻抗越小，越有利于防雷保护，防止雷电反击。由于在砂石、坚土等土壤电阻率大的地段接地电阻也较大，为了降低接地电阻，一般采取的措施就是加长接地长度或加降阻剂，但这两种情况既耗费材料和人工，接地电阻值降低效果也不佳。因此目前在土壤电阻率较大的地方普遍采用接地模块，这种模块主要由石墨制成，体积小、易安装、土方开挖量少，焊接在接地装置中能起到良好的作用，接地电阻值普遍能够达到10欧以下，足够达到规程要求。
3.4不平衡绝缘方式的应用
110kV输电线路大多为同塔双回线路，当杆塔发生雷击时很可能造成双回线路同时发生故障，导致故障范围过大，造成不良的后果。针对同塔多回线路防雷措施，可以通过不平衡绝缘方式来解决，对一回线路增加绝缘子串片数，另一回线路在易被雷击地段装设避雷器，这样一方面可以避免双回线路同时跳闸，还可以使雷电流顺着绝缘薄弱一侧的避雷器泄放出去，提高双回线路杆塔被雷击时的可靠运行。
另外，对于雷电高发区、高山、大跨越地段的高杆塔，增加绝缘子串片数可能效果不太明显，因此可以安装绝缘横担，这样可以大幅提高线路的绝缘水平，使杆塔遭受雷击时有效避免绝缘被击穿的情况发生。但这种方法由于资金投入较大，仅适合于小范围的使用。
综上所述，110kV输电线路的防雷治理措施必须综合考虑利用多种措施，在首先确保杆塔接地装置的电阻值完全满足规程要求的基础上，以架空地线为主要防雷手段，辅以安装带间隙氧化锌避雷器、增加绝缘配置等措施，统筹应用，综合实施，最终实现110kV输电线路不发生雷击跳闸故障，以保证输电线路的安全稳定供电。
参考文献：
[1]郑伟国.110kV输电线路防雷技术综合应用与运维管理[J].电子制作，2014，22
[2]邵家源.浅析110kV输电线路防雷技术综合应用与运维管理[J].山东工业技术，2016，16
