淺析110kV輸電線路防雷的有效設計

（張家口先行電力設計有限公司，河北 張家口 075000）

淺析110kV輸電線路防雷的有效設計

煉 杰

（張家口先行電力設計有限公司，河北 張家口 075000）

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

110kV輸電線路；防雷設計；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)事故成為當務之急。隨著科學技術(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輸電線路的防雷設計。

1 110kV輸電線路防雷設計的必要性及原因分析

1.1 110kV輸電線路防雷設計的必要性

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，其在實際運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。一切對110kV輸電線路運行穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅的不利因素都應該及時的處理和排除。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。在當前技術(shù)發(fā)展的前提下，110kV輸電線路的運行以及性能的發(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為選擇了單線避雷針。山區(qū)因為地形的原因，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位置，不僅不能實現(xiàn)雷電目標的轉(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為設計線路時候?qū)嵉販y量的數(shù)據(jù)測量不準確。

2 110kV輸電線路防雷設計關(guān)鍵措施分析

2.1 把握設計數(shù)據(jù)的準確性，降低桿塔接地地阻

110kV輸電線路防雷設計，要保證設計選址的精確性和方法的準確性，如采用多次測量和多種測量方法對輸電線路進行實地測量，避免測量誤差和測量方法的不當，從而影響防雷設計。此外，考慮到桿塔接地電阻阻止對雷擊率會有影響的情況下，要降低桿塔接地電阻的阻值率。桿塔塔頂遭遇雷擊時，會相應的提高塔頂?shù)碾娢?，適當?shù)慕档蜅U塔接地電阻的阻值也會相應的降低電位，從而降低相關(guān)絕緣子串承受的過電壓，同時，低電阻阻值接地線的設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輸電線路的防雷設計中，選址應避免雷擊現(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行。如果在運輸電路運行過程中，當110kV輸電線路的選址必要處于雷電高發(fā)區(qū)時，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輸電線路防雷設計的前提與基礎。從實踐工作過程中得到的經(jīng)驗為，110kV輸電線路遭受雷擊影響的地點并不是全過程式的，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輸電線路路徑的設計和制定過程中具有重要的意義。其規(guī)律的特點集中表現(xiàn)為幾個方面：1）被稱為“雷暴走廊”的順風狀態(tài)下的峽谷和河谷以及山區(qū)迎風口；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

輸電線路避雷線的合理架設能夠有效的防止110kV輸電線路遭受雷擊，同時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行不同分流處理的同時也能夠?qū)U塔位置的雷電力進行分流，從而降低了桿塔塔頂?shù)碾娢唬夷軌蚶闷帘坞妷旱姆绞浇档蛯Ь€位置的感應電壓參數(shù)。在減少工程成本的情況下，采用性價比比較高的避雷線實現(xiàn)減低線路雷擊跳閘可能性，也同樣有著重要的現(xiàn)實意義。

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，架設耦合地線能夠?qū)崿F(xiàn)降低電阻阻值的目的。首先，耦合地線的設置能夠?qū)崿F(xiàn)導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。在實際的雷擊過程中，雷擊作用會使得導線上的感應電壓增加并且降低絕緣子承受的沖擊電壓。在耦合地線的架設時要還要考慮到耦合地線與到導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)、強度以及弧垂對地距離的影響。因此，要想實現(xiàn)耦合地線的施工安全，必要要合理設置耦合地線與導線之間的放電間隙。此外，還要注意重桿塔強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，裝設自動重合裝置

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角。隨著技術(shù)的進步，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)，其也擴大了雷電的防護范圍，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重合閘裝置的裝設。雷擊的特點主要是瞬時性和高壓性，線路受到雷擊跳閘后，自動重合閘裝置會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計時，采用線路自動重合閘裝置和線路機電保護系統(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。自動重合閘裝置就會自主進入運行狀態(tài)，從而保證線路供電的正常運行。

2.6 強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性能，結(jié)合設計過程的防雷參數(shù)和運行特性等基礎要求進行分析從而選擇合適的絕緣子部件。

2.7 注重線路的驗收工作和后期維護工作

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

結(jié)語

110kV輸電線路的防雷設計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力。因此，在110kV輸電線路防雷設計的過程中更要嚴格把握具體問題具體分析的原則，充分了解當?shù)氐牡乩砦恢?、水文條件以及氣候狀況等影響因素，從而設計出合理的、有針對性的防雷系統(tǒng)，從而降低線路故障率。

[1]卜翠萍，夏源變.深井變220kV輸電線路設計中的水土保持措施[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2012，22（04）：152-153.

[2]羅賢萬.略論貴州山110kV輸電線路設計中線路路徑的選擇[J].科海故事博覽·科技探索，2011（05）：246.

[3]劉劍，張勇，杜志葉，等.交流輸電線路設計中的全壽命周期成本敏感度分析[J].高電壓技術(shù)，2010，36（06）：1554-1559.

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