110kV架空輸電線路防雷措施研究

李永福

摘 要：雷電危害是110kV架空輸電線故障的主要原因，嚴重影響到了輸電線路輸電的質量和安全。研究110kV架空輸電線路防雷措施具有重要的現實意義。本文結合某110kV架空輸電線路實例，對雷害危險點事故進行了分析，并對架空輸電線路的防雷措施進行了詳細的介紹。

關鍵詞：架空輸電；輸電線路；防雷措施

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的生活水平日益提高，對日常生活用電的質量要求也越來越高。而110kV架空輸電線路作為電力系統的重要組成部分，由于其選址多為山區，地勢較高、土壤電阻率高，十分容易遭受雷擊事故，從而引起過電壓跳閘事故發生。因此，研究110kV架空輸電線路的防雷措施對確保電力系統的正常穩定運行，提高電力系統的供電質量具有十分重要的作用。

1 線路基本情況

1.1 地形地貌特征及雷云特性

一般情況下，對雷電活動影響最大的就是地形地貌，特殊的地形地貌會引發雷電頻繁活動。某I回線路地形地貌較為特殊，有一段地處在高山頂上，這部分區域引發雷電災害現象的概率比較大。因此，山頂區域是整個雷電防治的重點區域，也是本文研究的重點。

1.2 桿塔基本結構分析

某110kV線路全長118km，處于山頂多雷地區的線路長度為28km。在線路改造之前，該回線路的絕緣子型號采用的是XP–70。

在雷電的防護研究中，對該回線路的桿塔基本情況進行研究分析，這個區域中線路檔距超過400m的桿塔有22處，超過600m的桿塔有15處，屬于雷電災害風險比較大的區域。

1.3 線路現況防雷措施

此線路主要采用的是架空線路的避雷線進行保護，架空線路避雷線采用的型號為LGJ–GJ-95，在部分區域采用的是地下引線進行保護，地下引線的規格為GJ–35。110kV線路是通過在一些桿塔處增加可控避雷針來實現的，雖然110kV線路加裝了避雷針，但是并不能完全解決線路的雷擊事故。在大多數情況下，雷擊會造成絕緣子閃絡，甚至是出現絕緣子爆炸的事故。從現場的實際勘察以及測量結果來看，山區的接地電阻率普遍偏高，在一些地區存在著避雷線保護角偏大的問題，因此目前的現況保護方案并不能起到很好的保護作用。

2 雷害危險點事故分析及計算

2.1 桿塔接地電阻高于正常水平

由于待研究地區多山地以及巖石，地形情況較為復雜，當地的土壤電阻率較高，因此導致桿塔接地電阻的電阻值較高，較高的電阻值會直接影響到桿塔的耐雷水平。從對該地區進行實地調研可以得知，當地普遍存在的現象就是接地電阻以及土壤電阻率均偏高。

線路發生反擊事故最為主要和深層次的原因就是桿塔的接地電阻偏高。通過對現場117座桿塔進行接地電阻測量，可以發現一共有35座桿塔存在著接地電阻水平不合格的現象。發生雷擊的桿塔，大約有三分之一的桿塔出現過接地電阻超越其額定值的現象。

2.2 雷電易擊段缺乏有效防雷措施

桿塔塔頂是易遭受雷電擊中部分，這個部分的防雷一般比較薄弱，雖然在有的區域安裝了可控的避雷針，但是這些方法不夠可靠，不能完全解決桿塔遭遇雷擊的問題。當桿塔上發生雷擊事故時，往往會造成比較嚴重的絕緣子損壞事故，通過對相關區域進行調研可以發現，在經常遭受雷擊的區域，線路“易擊段”主要是受當地復雜的地形地貌所影響的，比如特殊的地理結構，大角度傾斜的山坡，在這些區域絕緣子一般會遭受雷擊而損壞。

2.3 避雷線保護角設置過大

通過對某110kV線路的避雷線進行調研發現，其避雷線保護角存在過大的現象。根據我國避雷線保護角的相關規定和要求可知，在山區或者是地形較為復雜的大跨越區，110kV輸電線桿塔上的避雷線對于周邊導線的保護角一般情況下要保持在15°以內，結合該地區特點，有的地區保護角須要設置的更小，有的甚至要求有負的保護角。

該110kV輸電線路由于地處山區，存在著較為特殊的地形因素，由此決定了線路的特點就是大檔距以及大的高度差，避雷線的保護角過大，導致相應的屏蔽效果降低，從而增加了雷擊線路發生的概率。在雷雨天氣中，即使發生較小的雷電電流穿過屏蔽系統，也會在相關的區域形成較大的雷暴地帶，導致各種雷擊事故的發生。

這種保護角偏大的避雷線有一定的優點，但同時也存在著一定的缺點。其優點在于能夠保證桿塔截獲比較強的雷擊，可以使得線路避免繞擊跳閘事故，但是面對弱雷時，其缺陷就暴露出來了，主要表現為弱雷能夠穿擊相應的防護而直接繞擊到線路上來。

對于110kV的輸電線路來說，在防止繞擊雷方面，雙避雷線具有更好的預防效果，它能夠更好地防止繞擊雷的發生，并且當保護角越小時，相應的保護效果就會越好。

3 雷電易擊段有效防雷措施

3.1 在敏感區加強絕緣水平

根據相關的設計標準，在海拔高于1000m的地區，110kV輸電線路絕緣子的片數應該至少為7片，在特殊情況下最好選擇為8片。通過對該110kV輸電線路進行調查研究發現，大部分的絕緣子都是7片。除此之外，對于大跨越高檔距的區域超過40m的桿塔，每增高1m，就應該增加1片絕緣子。

該地區110kV輸電線路大多采用的是瓷絕緣子，這種絕緣子的耐雷水平不如玻璃絕緣子，通過將瓷絕緣子換成玻璃絕緣子可以有效提高桿塔的絕緣水平和耐雷水平，從而使閃絡事故得到有效抑制。

3.2 在易擊點安裝線路避雷器

提高110kV輸電線路絕緣水平的另外一個有效方法就是要在易擊點安裝線路避雷器，其主要目的是將絕緣子串與避雷器并聯，從而提高線路在面對雷擊事故時的防反擊和防繞擊的能力，通過在一些重要節點安裝避雷器來降低雷擊跳閘率。在避雷器的安裝方面，應選擇性能較好的避雷器，比如金屬氧化物避雷器（MOA）。這種避雷器具有保護特性好、通流容量大、動作反應快等優點，用于在無架空110kV線路上進行安裝，具有良好的應用效果。

3.3 避雷線采用零保護角

對該110kV輸電線路，在防止繞擊雷方面，通過降低避雷線的保護角，可以起到很好的防繞擊效果。對于該條線路，在全線路段架設了雙避雷線，通過對110kV輸電線路進行調查研究，發現某些線路段的保護角過大，某些地區保護角已經達到了50°，嚴重超過了國家的相關標準和要求，導致其防雷效果特性變差。因此，通過對該地區進行實地調研，對于保護角較大的地區，采用零保護角能夠起到很好的防雷效果。

4 結語

綜上所述，雷擊事故是造成110kV架空輸電線路跳閘的主要原因，對國民經濟的發展以及人們的日常生活用電造成了嚴重的影響。因此，在110kV架空輸電線路施工中，要結合線路的實際情況，合理設計防雷施工方案，采取有效的防雷措施進行施工，從而確保輸電線路的正常防雷性能，避免輸電線路雷擊故障的發生，保障輸電線路的正常、穩定運行。

參考文獻

[1]林華.110kV架空輸電線路綜合防雷措施[J].農村電氣化.2014（08）.

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