110KV输电线路防雷技术研究

110KV输电线路防雷技术研究

肖建国

肖建国

（国网冀北电力有限公司承德供电公司）

摘要：在110KV输电线路防雷措施中，针对易于出现的雷击事故加强相应技术防范措施是主要防雷手段。本文提出了对雷电理论的新认识，分析了110KV输电线路中易于出现的雷击事故原因，针对这些原因提出了相应的防雷技术措施。

关键词：110KV输电线路；防雷技术；措施

在输电网络安全中，雷击是非常重要的一个影响因素，每年由于雷击造成的安全事故都占据了输电网络事故中的重要比例。对于110KV输电线路来说，雷击事故更是频发，因而在110KV输电线路的建设中，也往往会更加注重防雷上技术的应用。

一、对雷电理论的新认识

长期的实践工作经验中，科学工作人员逐渐对传统雷电活动理论产生了质疑，认为目前这些理论的观点来自于科学实验室的模拟实验结果，而真实的雷电活动则受大气运动与地形空间的复杂影响而产生较大差异。于是，科学工作人员收集了大量资料，结合长期对雷电活动的观察以及对多年来遭受雷击的线路杆塔所处的地形、气候等方面进行综合分析，认为在地面上一定高度范围内存在电荷相对疏散的空间带，对高空雷云对地雷击放电起了阻碍作用，提出了雷云对地（或对输电线路）发生雷击放电的条件是：在近地区域必须有集中电荷存在，并认为雷电的绕击是由于集中电荷的飘移所至，创造性地提出了“集中电荷飘移理论”，解释了许多传统雷电理论不能解释的问题。如根据输电线路路径与电荷集中区域的相对位置，确定线路易遭受雷击的区域及杆塔，按照雷击性质的不同选择相应措施。在没有运用该理论前，每年平均雷击跳闸率为3.2次/百公里；近年来，将理论与实践结合，如今，每年平均雷击跳闸率1.6次/百公里，与原来相比降低了50%，有效提高了输电线路防雷能力。

二、110KV输电线路防雷技术应用

1.增加架空线路中的耦合地线

在110KV输电线路的架空线路设计施工中，应当增加必要的耦合地线，如果输电线路中的杆塔遭受雷击，架空线路中的耦合地线就能够有效提高反击耐雷水平，如果在输电线路中存在杆塔电阻过高的现象，应当在相应的杆塔位置加设耦合地线。架设耦合地线的主要作用就是通过耦合作用的增加减小电压对于绝缘子的冲击，同时，还可以降低塔顶电位。在架空线路中增加耦合地线，应当注意的是，耦合地线和导线之间要保证充分合理的位置，特别是电气位置，耦合地线和导线之间的跨越配合应当符合相关设计施工标准[1]。例如为了增加耦合系数，可以在杆塔横担以下与边导线夹角小于20°的距离设挂点架设1根耦合地线，一旦遭受雷击，就能够提高雷电的分流能力，降低雷击线路的绕击率。对于220kv和330kv的避雷线路保护角应当在20°以内，而超过500kv的线路双避雷线路保护角应当在15°以内。而对于110kv输电线路的避雷线路来说，保护角应当在25°以内。

2.安装避雷器

在输电线路中的绝缘子安装中应当加设必要的避雷器，避雷器和绝缘子串联，这种链接方式就能增加避雷器对于绝缘子的保护作用，并且还能提高输电线路中的绕击耐雷水平。安装避雷器的作用是非常明显的，但是在避雷器的安装中也要注意一些方面，防止由于避雷器安装不合理造成的雷击事故概率增加问题。合理的避雷器安装应当重点考虑避雷器的安装数量、安装杆塔选择以及与其它设备的配合安装。例如在杆塔选择中，避雷器一般要选择易于发生雷击事故的杆塔进行安装，如果某一个杆塔频繁遭受雷击，那么就必须在这一杆塔位置加设避雷器，同时根据杆塔的耐雷击水平和杆塔雷击事故概率，选择适宜的避雷器和安装数量。依照我国的标准，电气设备的绝缘性能应当在系统最高电压能够长期运行，对于110kv输电线路来说，可以选择金属氧化物避雷器，单相接地状态下能够运行2h以上，而氧化锌避雷器虽然在当前也应用十分广泛，但是从效果上来说还有着很大的局限性。

3.安装侧向避雷针

侧向避雷针是110KV防雷技术措施中经常使用的一种方法，也是效果非常显著的方法，通过安装侧向避雷针，将雷电吸引到避雷针上，从而增加线路中的防雷能力。一般来说，侧向避雷针的安装主要是增加输电线路对于弱雷的防范能力，而对于一些强雷，侧向霹雷针的防范能力则不强，因而侧向霹雷针也一般作为输电线路的防雷辅助措施进行应用[2]。在侧向避雷针的安装中，应当注意，应当充分保障避雷针的绝缘子性能和数量，如果绝缘子性能不好或者数量不够，就可能使得绝缘子被击穿，或者发生绕击事故。侧向避雷针一般安装在杆塔两侧，安装位置一般为杆塔的横档，因而在安装中需要对于杆塔的安装位置选择进行重点考虑。由于侧向避雷针会增大引雷效果，就对于杆塔的反击耐雷能力提出了更高的要求，同时在绝缘子的安装上，一般为了增加杆塔反击耐雷能力，也通常会在绝缘子安装中进行更多的保护设计。

4.降低杆塔接地电阻

杆塔接地电阻过高大大增加线路遭受雷击事故的概率，因而在杆塔施工中，应当适当降低杆塔接地电阻，增大杆塔的防雷能力。一般而言，降低杆塔接地电阻的主要方式有垂直接地法、加长射线长度、使用降阻剂等等，针对不同的施工情况和具体要求可以选择相应的降阻方法。降低杆塔电阻这种防雷技术措施是110KV输电线路建设中应用较为普遍的一种方法，例如在一些输电线路中通常会采用深埋杆塔接地极的方式来降低杆塔电阻，有时在深埋接地极的过程中还会采用增加低电阻率填充物的方法进一步降低杆塔电阻。以500kv酒杯杆塔为例，其接地电阻和耐雷水平之间的关系如下表1所示。

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降低杆塔接地电阻的主要目的就是增加杆塔反击耐雷阻力，而且由于当前我国的110KV输电线路中有着相当一部分杆塔存在电阻过高的问题，加强对于杆塔接地电阻的处理也是一个非常有效的方式。在降低杆塔接地电阻中，应当采取更加合理的杆塔电阻检测方式，对于土壤电阻也要进行全面的检测，以此制定合理的杆塔接地电阻降低方案，必要时，也要增大杆塔和土壤之间的接触面。

5.采取合理的绝缘措施

采取合理的绝缘措施设计方案是提高输电网络防雷能力的必要基础，例如在架空线路的绝缘措施制定上，应当对于架空线路污染情况进行全面的评估，结合相应的气候条件制定出合理的绝缘措施方案[3]。同时，对于输电线路中易于出现雷击事故的部位，要加强绝缘措施，例如避雷针的绝缘措施等等，如果线路中的一些部位频繁遭受雷击，则要对该部绝缘方案进行重新设计，加设必要绝缘措施。对于110KV输电线路防雷措施来说，合理的绝缘方案至关重要，同时对于绝缘子的性能要求也十分严格，在绝缘子安装过程中，应当对于绝缘子的性能质量严格检测，合格后方能安装使用。在良好的绝缘措施中，还应当包含对于绝缘污染问题的防治，特别是一些输电线路中的绝缘子老化情况，应当制定出完善的绝缘子更换方案，定期维护保障绝缘设施的安全使用。

结束语

110KV输电线路由于易于遭受雷击事故，因而在设计和施工建设中也往往会重视防雷技术措施的应用，由于110KV线路的一些特点，其遭受雷击概率较高，这就需要必要的防雷措施作为保证。在110KV输电线路的防雷措施设计和施工中，应当针对110KV输电线路可能遭受雷击问题的原因制定出相应的防雷技术方案，针对不同的施工特点和施工要求，选择适宜的防雷技术以此提高110KV输电线路的防雷能力。

参考文献：

[1]王永华.输电线路防雷技术的应用研究[J].电子技术与软件工程，2013，15：106-107.

[2]陈泽诚.110kV输电线路防雷保护间隙的设计研究[J].科技信息（科学教研），2007，28：549+566.

[3]张鹏，陈宇民.110kV输电线路防雷分析[J].云南电力技术，2008，05：17-19.

作者简介：

肖建国，工程师，现就职于国网冀北电力有限公司承德供电公司；主要从事110--220kV输电线路运行维护管理等方面工作。