（張家口先行電力設(shè)計(jì)有限公司，河北 張家口 075000）

淺析110kV輸電線路防雷的有效設(shè)計(jì)

煉 杰

（張家口先行電力設(shè)計(jì)有限公司，河北 張家口 075000）

本文在結(jié)合110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的必要性，以及輸電線路事故頻發(fā)的原因進(jìn)行系統(tǒng)闡述的基礎(chǔ)上，闡明了110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的基本方法和技巧。

110kV輸電線路；防雷設(shè)計(jì)；措施

前言

輸電線路發(fā)生線路故障是電網(wǎng)事故發(fā)生故障的主要原因，而電路故障又主要是由雷擊跳閘造成的。有效的減少輸電線路故障以及減少雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，從而有效的降低電網(wǎng)事故成為當(dāng)務(wù)之急。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對110kV輸電線路雷擊跳閘事故原因的調(diào)查手段和研究方法也不斷發(fā)展。其技術(shù)的發(fā)展，有利于減少110kV輸電線路遭受雷擊跳閘事故的發(fā)生，也有利于110kV輸電線路的防雷設(shè)計(jì)。

1 110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的必要性及原因分析

1.1 110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的必要性

110kV輸電線路在區(qū)域性電能輸送作業(yè)和轉(zhuǎn)化作業(yè)中占有重要的地位，因此，其在實(shí)際運(yùn)行過程中的輸配電性能穩(wěn)定與否以及可靠與否都成為了各方工作人員關(guān)注的重點(diǎn)。一切對110kV輸電線路運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅的不利因素都應(yīng)該及時(shí)的處理和排除。據(jù)有關(guān)資料表示，110kV輸電線路遭受雷擊跳閘現(xiàn)象的危害程度與多種因素之間存在著密切關(guān)系。在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的前提下，110kV輸電線路的運(yùn)行以及性能的發(fā)揮仍然受到多種自然環(huán)境因素的制約，較多線路的選址都靠近雷擊事故高發(fā)地帶，從而引起110kV輸電線路絕緣子串閃絡(luò)部件的損壞或是燒毀，從而引起110kV輸電線路的雷擊跳閘現(xiàn)象。

1.2 110kV輸電線路遭受雷擊原因

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，110kV輸電線路遭受雷擊的的原因主要是由接地電阻、線路選址、避雷針單雙線及耦合底線以及線路避雷器等條件引起的。而造成雷電繞擊的主要原因又是因?yàn)檫x擇了單線避雷針。山區(qū)因?yàn)榈匦蔚脑?，限制了避雷針的屏蔽范圍，從而加大了雷電繞擊的概率。耦合地線不合理的架設(shè)位置，不僅不能實(shí)現(xiàn)雷電目標(biāo)的轉(zhuǎn)移，反而引起耦合地線頂端桿遭受雷擊的高概率。110kV輸電線路遭受雷擊的原因有很多，但是其主要原因還是因?yàn)樵O(shè)計(jì)線路時(shí)候?qū)?shí)地測量的數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確。

2 110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)關(guān)鍵措施分析

2.1 把握設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低桿塔接地地阻

110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)，要保證設(shè)計(jì)選址的精確性和方法的準(zhǔn)確性，如采用多次測量和多種測量方法對輸電線路進(jìn)行實(shí)地測量，避免測量誤差和測量方法的不當(dāng)，從而影響防雷設(shè)計(jì)。此外，考慮到桿塔接地電阻阻止對雷擊率會(huì)有影響的情況下，要降低桿塔接地電阻的阻值率。桿塔塔頂遭遇雷擊時(shí)，會(huì)相應(yīng)的提高塔頂?shù)碾娢唬m當(dāng)?shù)慕档蜅U塔接地電阻的阻值也會(huì)相應(yīng)的降低電位，從而降低相關(guān)絕緣子串承受的過電壓，同時(shí)，低電阻阻值接地線的設(shè)置也使得線路的耐雷電反擊水平提高，降低線路遭受雷擊跳閘故障率。此外，我們還要注意的是桿塔電阻降低電阻阻值的方法采用可采用降阻劑、填充電阻較低物質(zhì)以及地級的深埋等方法，從而實(shí)現(xiàn)桿塔接地電阻低阻值。

2.2 合理選擇輸電線路路徑

合理選擇輸電線路路徑，主要表現(xiàn)為在110kV輸電線路的防雷設(shè)計(jì)中，選址應(yīng)避免雷擊現(xiàn)象高發(fā)區(qū)，從而減少110kV線路出現(xiàn)雷擊跳閘的可能性，保證輸電線路的安全運(yùn)行。如果在運(yùn)輸電路運(yùn)行過程中，當(dāng)110kV輸電線路的選址必要處于雷電高發(fā)區(qū)時(shí)，作業(yè)人員要有針對性的對這一路段輸電線路采用系統(tǒng)的、高效的防護(hù)作業(yè)。輸電線路路徑的合理選擇是做好110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的前提與基礎(chǔ)。從實(shí)踐工作過程中得到的經(jīng)驗(yàn)為，110kV輸電線路遭受雷擊影響的地點(diǎn)并不是全過程式的，而是集中于局部位置，我們通常稱之為110KV輸電線路的“易擊區(qū)”或“選擇性雷區(qū)區(qū)”。正確把握110kV輸電線路中的局部高發(fā)區(qū)的規(guī)律對我們在110kV輸電線路路徑的設(shè)計(jì)和制定過程中具有重要的意義。其規(guī)律的特點(diǎn)集中表現(xiàn)為幾個(gè)方面：1）被稱為“雷暴走廊”的順風(fēng)狀態(tài)下的峽谷和河谷以及山區(qū)迎風(fēng)口；2）潮濕地區(qū)，集中表現(xiàn)在110kV輸電線路桿塔周圍的湖泊、水庫以及沼澤地區(qū)；3）土壤電阻率參數(shù)低或者是分布狀態(tài)不連續(xù)的地區(qū)，其狀態(tài)下產(chǎn)生雷電的可能性會(huì)很高。典型的有山坡和水田的交界處，土壤與巖石的交界處以及地質(zhì)斷層的交界處。工作人員在作業(yè)過程中要避免以上情況，盡量減少雷擊跳閘故障的發(fā)生。

2.3 輸電線路避雷線的合理架設(shè)

輸電線路避雷線的合理架設(shè)能夠有效的防止110kV輸電線路遭受雷擊，同時(shí)也能夠減少線路雷擊跳閘故障發(fā)生的可能性。避雷線的安裝在對雷電力進(jìn)行不同分流處理的同時(shí)也能夠?qū)U塔位置的雷電力進(jìn)行分流，從而降低了桿塔塔頂?shù)碾娢?，且能夠利用屏蔽電壓的方式降低?dǎo)線位置的感應(yīng)電壓參數(shù)。在減少工程成本的情況下，采用性價(jià)比比較高的避雷線實(shí)現(xiàn)減低線路雷擊跳閘可能性，也同樣有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.4 增加架空線中耦合地線的數(shù)量

耦合地線的作用主要是降低雷電繞擊率以及降低線路反擊跳閘率。在桿塔遭受雷擊的過程中，耦合地線通過提高線路的耐雷擊水平，減少線路反擊跳閘的可能。耦合地線的架設(shè)一般需要考慮到接地電阻的阻值，如果線路中出現(xiàn)電阻阻值難以降低或者電阻阻值降低不明顯的情況時(shí)，架設(shè)耦合地線能夠?qū)崿F(xiàn)降低電阻阻值的目的。首先，耦合地線的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)線和地線之間的耦合作用，其次，耦合地線在分流系數(shù)的降低中也發(fā)揮著重要的作用。在實(shí)際的雷擊過程中，雷擊作用會(huì)使得導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓增加并且降低絕緣子承受的沖擊電壓。在耦合地線的架設(shè)時(shí)要還要考慮到耦合地線與到導(dǎo)線地線之間的配合距離，尤其是交叉跨越的配合工作，其原因是耦合地線極易受到桿塔的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度以及弧垂對地距離的影響。因此，要想實(shí)現(xiàn)耦合地線的施工安全，必要要合理設(shè)置耦合地線與導(dǎo)線之間的放電間隙。此外，還要注意重桿塔強(qiáng)度以及耦合地線對地距離的校核工作。

2.5 安裝可控放電避雷針，裝設(shè)自動(dòng)重合裝置

降低雷電繞擊可能性的主要方法之一就是加大線路的保護(hù)角。隨著技術(shù)的進(jìn)步，研發(fā)出來的避雷針也越來越新型，如可控放電避雷針的研發(fā)，其也擴(kuò)大了雷電的防護(hù)范圍，降低了線路的饒擊率。降低雷擊事故可采取的措施有可控放電避雷針的使用和自動(dòng)重合閘裝置的裝設(shè)。雷擊的特點(diǎn)主要是瞬時(shí)性和高壓性，線路受到雷擊跳閘后，自動(dòng)重合閘裝置會(huì)自行消除閃落性事故，從而避免線路在雷擊跳閘后造成永久性故障的可能。在對輸電線路防雷設(shè)計(jì)時(shí)，采用線路自動(dòng)重合閘裝置和線路機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)合的方式，能夠有效的提高供電的可能性。一旦出現(xiàn)雷擊跳閘的現(xiàn)象時(shí)。自動(dòng)重合閘裝置就會(huì)自主進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，從而保證線路供電的正常運(yùn)行。

2.6 強(qiáng)化輸電線路絕緣水平

相關(guān)研究成果表示，110kV輸電線路耐雷擊水平的程度受到其輸電線路的絕緣程度的影響，并且存在著正相關(guān)的關(guān)系，即絕緣程度高，耐擊水平的程度也較高。因此，確保做好110kV輸電線路的絕緣程度，能夠有效的提高輸電線路的防雷水平。此外，在施工過程以及線路驗(yàn)收過程中，要重視輸電線路絕緣子部件的配置工作。并且要充分了解各類絕緣子的基礎(chǔ)性能，結(jié)合設(shè)計(jì)過程的防雷參數(shù)和運(yùn)行特性等基礎(chǔ)要求進(jìn)行分析從而選擇合適的絕緣子部件。

2.7 注重線路的驗(yàn)收工作和后期維護(hù)工作

驗(yàn)收工作的合理進(jìn)行有著重要的意義，尤其是在針對線路的防雷設(shè)計(jì)和施工測評方面。因此，為了做好線路的驗(yàn)收工作，相關(guān)部門要負(fù)責(zé)任的做好相關(guān)的驗(yàn)收工作，比如說工程項(xiàng)目接地體埋設(shè)深度的檢查工作、射線長度的檢查工作，檢查其是否與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況相符合，是否與設(shè)計(jì)要求相違背。其次，相關(guān)部門還要對工程材料進(jìn)行檢查，看看其是否是合格品，重點(diǎn)要對可控放避雷針等裝置進(jìn)行檢查，檢查其是否符合當(dāng)前的情況，盡量減少工程材料采買不當(dāng)而影響電網(wǎng)后期的事故發(fā)生率。嚴(yán)禁偷工減料、中飽私囊等惡性行為。在重視線路驗(yàn)收工作的同時(shí)也不能忽視了線路工作的后期維護(hù)。季節(jié)變化的影響下，線路故障也會(huì)隨著季節(jié)發(fā)生相應(yīng)的變化。所以，后期維護(hù)工作中更要確保線路走廊安全間隙的充足，并且定期維護(hù)局部雷電高發(fā)線線路的后期工作。

結(jié)語

110kV輸電線路的防雷設(shè)計(jì)工程對線路防雷水平以及耐雷擊水平的提高上發(fā)揮著重要的作用，也能夠有效的降低線路維修成本、減少線路雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也能夠有效的減少電網(wǎng)故障損失，從而為電網(wǎng)維修成本節(jié)省了大量的人力物力和財(cái)力。因此，在110kV輸電線路防雷設(shè)計(jì)的過程中更要嚴(yán)格把握具體問題具體分析的原則，充分了解當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、水文條件以及氣候狀況等影響因素，從而設(shè)計(jì)出合理的、有針對性的防雷系統(tǒng)，從而降低線路故障率。

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