淺析110kV同塔雙回輸電線路雷擊同跳措施

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摘要：輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，肩負輸送電力的重要任務(wù)，因此線路的安全運行在生活中起到?jīng)Q定性作用。由于架空輸電線路架設(shè)在戶外，存在著各種不穩(wěn)定因素，其中受雷擊是造成線路跳閘率居高不下的主要原因，因此必須十分重視輸電線路的防護問題。基于此，本文針對110kV同塔雙回線路雷擊同跳事件進行分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：110kV；同塔雙回輸電線路；差異化防雷措施

1、110kV同塔雙回輸電線路防雷設(shè)計的必要性分析

電能是現(xiàn)代社會文明的基礎(chǔ)。它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。而電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負著輸送和分配電能的任務(wù)，在電力系統(tǒng)中充當紐帶的作用。架空輸電線路一般沿途翻山越嶺、跨江過河，即要經(jīng)受嚴寒酷暑，還要承受風(fēng)霜雨雪及雷擊。雷電是一種很嚴重的自然災(zāi)害，雷電活動一旦對大地產(chǎn)生放電，便會引起巨大的熱效應(yīng)，電效應(yīng)和機械力，而造成巨大的破壞。而輸電線路分布很廣，地處曠野，綿延數(shù)百公里，很容遭受雷擊。根據(jù)廣東電網(wǎng)2007-2011年同塔線路防雷運行統(tǒng)計表明，110kV及以上線路雷擊同跳次數(shù)約占全部雷擊跳閘的15-30%，其中雙回同跳約占80%以上、110kV同跳約占70%以上，因此應(yīng)重點防治110kV、220kV雷擊雙回同跳，并且110kV同塔線路絕緣配置不平衡度應(yīng)大于220kV同塔線路。因此同塔雙回輸電線路防雷工作重點，應(yīng)盡力減少線路多相雷擊故障，減少同塔雙回線路雷擊同跳事件雷擊跳閘次數(shù)。110kV同塔雙回輸電線路的雷害事故成為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的一個重要課題。

110kV同塔雙回輸電線路為電網(wǎng)提供安全可靠的運行方式，當一回發(fā)生供電事故時，另一回可馬上對其恢復(fù)供電，提高輸電線路供電可靠性。當雷電擊中輸電線路后不僅引起同跳事件，甚至?xí)剌旊娋€路傳入變電站的侵入波會威脅著變電站的電氣設(shè)備，造成重大事故。因此做好輸電線路的防雷設(shè)計不僅可以減少雷擊同塔雙回輸電線路引起的雷擊同跳次數(shù)，還有利于變電站內(nèi)電氣設(shè)備的安全運行，是保證電力系統(tǒng)供電可靠性的重要環(huán)節(jié)。

2、110kV同塔雙回輸電線路差異化防雷設(shè)計的措施

2.1合理選擇110kV輸電線路路徑走廊

高壓架空輸電線路地處曠野，縱橫交錯，且線路很長，翻山越嶺，極易遭受雷擊。大量的輸電線路的運行狀況及事故發(fā)生后調(diào)查表明，雷擊是造成線路停電事故的主要原因；同時雷擊線路形成的雷電過電壓波沿線路傳播侵入變電站，更會危害各個變電站設(shè)備的安全運行。而線路的雷擊路段往往是在某個地段、某些桿塔，我們通常稱之為強雷區(qū)或選擇性雷擊區(qū)。為減少輸電線路的跳閘率，我們就必須加強該地區(qū)輸電線路的防雷保護，合理的選擇線路走廊，在對城鄉(xiāng)規(guī)劃影響較小且技術(shù)經(jīng)濟合理的情況下盡量避開一些雷電頻發(fā)地段。易擊段區(qū)域：

1）山區(qū)線路雷暴走廊，包括山區(qū)峽谷通風(fēng)口。

2）以往調(diào)查資料顯示雷暴活動劇烈地區(qū)及已建線路雷擊跳閘率較高的地段。

3）沿海多雷區(qū)域。

2.2增加絕緣子片數(shù)

絕緣子是線路絕緣的主要原件，用來支撐或是懸吊導(dǎo)線使之與桿塔絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強度。選擇絕緣子片數(shù)的方法一般有兩種：一種是按各類污穢條件下絕緣子串污閃電壓來選擇；另一種是按各類污穢條件下絕緣子串的爬電比距來選擇。據(jù)廣東電網(wǎng)2007-2011年同塔線路防雷運行統(tǒng)計表明，80%以上雷擊同跳發(fā)生在直線塔和復(fù)合絕緣子，70%以上發(fā)生在山區(qū)、丘陵地帶，并且同塔線路雷擊跳閘重合成功率亦低于單回線路，因此應(yīng)重點關(guān)注直線高塔、復(fù)合絕緣子及山區(qū)同塔多回線路防雷。

對已建和新建110kV同塔雙回輸電線路如其兩側(cè)的絕緣等級一樣，受雷擊時極易造成同跳事件。故針對此情況可采用不平衡絕緣配置同塔雙回線路，可將其中一回各相增加2片玻璃絕緣子（絕緣強度約增加25%），另一回絕緣水平不變；受塔頭間隙等條件限制，將其中一回各相增加1片絕緣子（絕緣強度約增加12.5%），另一回絕緣水平不變。通過增加一回的絕緣等級來減少同跳事件。

2.3降低雷電密集區(qū)的接地電阻

“防雷在于接地”。各種防雷保護裝置（差異化絕緣、避雷線、避雷針）都必須配以相應(yīng)的接地裝置，減低接地電阻才能及時的將雷電流流入大地，有效地起到保護作用。而雷電反擊是造成同塔多回線路雷擊同時跳閘的主因，同時，強雷暴過程中連續(xù)、多次雷電繞擊也會導(dǎo)致多回線路同時跳閘。因此防治多回線路雷擊同跳事件除實施不平衡絕緣策略外，應(yīng)重點采取降低桿塔接地電阻并全線桿塔逐基接地。接地電阻受區(qū)域位置的影響，根據(jù)各個塔位土壤電阻率大小選擇合適的接地型式，如土壤電阻率超過2000.m，接地電阻很難降到30時，可采用6～8根總長不超過500m的放射形接地體，使其接地電阻不受限制。如離塔位不遠處有土壤電阻率較低的地方，也可采用引外接地。部分土壤電阻率特別高的地區(qū)，可采用接地體包裹降阻劑降低工頻接地電阻。

接地裝置的埋深在一般地區(qū)0.8m，山地0.6m，巖石地區(qū)開挖困難時，接地裝置的埋深可適當減小，但也不得小于0.3m。

2.4加裝中間型線路避雷器

在一些受雷擊頻繁且同跳事件嚴重的地區(qū)，且接地電阻難于降低的情況下，為了降低事故的發(fā)生率，提高同塔雙回輸電線路的供電可靠性?？稍谳旊娋€路易擊段、易擊塔、易擊相處一回加裝中間型線路避雷器。當輸電線路部分桿塔其中一回加裝線路避雷器之后，遭受雷擊時，使其中一回跳閘來保護另一回路正常供電，借此提供同塔雙回輸電線路的供電可靠性。加裝線路避雷器回路雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分經(jīng)塔體入地，當雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線至相臨的桿塔泄流。雷電流在流至相臨桿塔是，由于線間發(fā)生電磁感應(yīng)，使導(dǎo)地線上產(chǎn)生耦合分量。又因受雷擊是避雷器的分流原大于地線的分流，這種情況下的分流將使導(dǎo)線的電位提高，即導(dǎo)線和桿塔的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，使絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。從而提高其中一回線路的防雷水平，避免同跳事件發(fā)生。

加裝中間型線路避雷器運行及成本較高，盡對雷電反擊、繞擊均有效，且保護范圍較小（僅限于安裝相）還存在運維問題，因此，宜根據(jù)線路重要性和技術(shù)經(jīng)濟原則，因地制宜的選擇應(yīng)用。按照以上原則安裝中間型線路避雷器推薦運用以下安裝方式，圖中黑點為線路避雷器的安裝位置如下：

110kV同塔雙回（不宜安裝多于4相）

結(jié)束語

110kV同塔雙回輸電線路的供電可靠性一直受雷擊引起同跳事故的影響，而落雷的隨機性及其復(fù)雜性也給當下運行線路防雷改造提出了更高的技術(shù)要求。綜上所述對于110kV同塔雙回輸電線路防雷措施；首先應(yīng)明確易擊段和線路跳閘主要原因，以反擊為主的，重點采取降低接地電阻等措施；以繞擊為主的，重點采取減小保護角等措施；反擊和繞擊皆防的，采取不平衡絕緣、線路避雷器等措施。

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