110千伏输电线路运行中的防雷保护探讨

110千伏输电线路运行中的防雷保护探讨

卢斌骆浩

（国网渭南供电公司陕西渭南714000）

摘要：对110kV输电线路运行中的防雷保护是确保线路高效、经济、安全以及可靠的前提，雷电危害最本质的就是雷电流，对雷电流经过一定的研究分析，再通过采取相应的防雷措施，可确保供电的安全性、可靠性。

关键词：110kV输电线路；运行；防雷保护

1.110kV输电线路被雷电击中时的雷电流

110kV输电线路被雷电击中时的雷电流指的是在雷电击中地面上接地系统的目标之后再通过接地装置向外界释放能量所表现出的电流值。相对于110kV输电线路的雷电流一般情况可在输电线路的避雷针上安装专门的雷电电流计进行粗略的测量。需要注意的是，110kV输电线路的雷电流值并非是固定不变的，雷电流值随时都在变化。有相关的经验以及实验数据显示，110kV输电线路在受到雷击时，产生的雷电流值的大小与周围的自然、气象等环境有一定的关联。因此，在110kV输电线路架设以及选址中，电力部门可以运用当地自然、气象等基本条件采取合理的防雷保护措施。

2.110kV输电线路防雷保护间隙的设计

要求根据保护间隙的设计原则，用于110kV输电线路的防雷保护间隙的设计也应该考虑以下几个方面的要求:首先，雷击线路时，保护间隙应当能够先于绝缘子串放电，捕捉放电电弧根部引导雷电流入地，从而保护绝缘子串和线路不被烧毁，这是保护间隙的首要作用。其次，保护间隙与线路的绝缘配合也应当保证在线路最大操作过电压下不击穿，不降低线路绝缘水平。最后，由于110kV线路的绝缘子串较长，因此应当考虑由于杂散电容造成的绝缘子串电压分布不均匀问题，即要求保护间隙对绝缘子串有均压作用，减小电晕产生的可能性。

3.雷电对输电线路的危害

雷电正在越来越高发，目前，雷暴已紧随台风、暴雨，位列对我国影响最大的气象灾害第三位。雷电对输电线路安全运行危害极大，常常造成绝缘子闪络事故，特别在丘陵、交通不便的地区，给巡视、查找故障增加不少困难，雷电时常伴有瞬间大风与急雨，极大的风速常常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生，如对这些现象处理不及时的话，就会造成电力事故，严重时会危机人们生命财产的安全。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。

3.1110kV输电线路遭受雷击时的雷电反击

110kV输电线路遭受雷击跳闸时表现的是雷电反击，也就是所说的直击雷。它是由于雷电击中输电线路的电线杆、避雷设施或者是输电线路塔之后，超强的雷电流击穿大地，再加上输电线路的杆、塔等接地电阻没有达到设计的要求进而造成接地电压瞬间升高，同时输电线路产生更高的感应电压，这种雷电反击放电现象威力非常大，放电电压瞬间可以高达几万伏甚至是成百上千万伏，瞬时电流值可以达到几十万安。在雷电的所包围的区域内会被雷电流的高温灼伤或者是融化。110kV输电线路遭受的雷电反击多为击于塔顶周围的避雷线或者是塔顶的设施，导致单相、多相瓷瓶的闪络，进而致使输电线路发生跳闸事故。

3.2110kV输电线路遭受雷击时的雷电绕击

110kV输电线路的安全运行是在安装了避雷针以及避雷线之后，进而对雷电的反击有很好的防护效果。但是，雷电仍然可以绕过避雷线、避雷针击于导线上，这就是所谓的雷电绕击，雷电绕击现象大多数情况下出现在输电线路周围空旷或者是线路较为复杂的区域；发生雷电绕击导致边相瓷瓶串闪络，需要注意的是发生边相的是迎着雷电云的一方，也有可能在某些情况下由于雷电流过大，雷电在绕击导线之后超强的雷电流会从导线两旁进行传递进而导致瓷瓶串闪络。有另外一种情况，如果超强的雷电流只是绕击在导线的一侧导致瓷瓶串闪络时，此时由于雷电流过大，使得雷电流通过杆塔传入地面时塔顶电位变得异常高引起雷电绕击导致瓷瓶闪络。

4.110kV输电线路运行中的防雷措施

4.1110kV输电线路应架设耦合地线

110kV输电线路架设耦合地线即架空地线。如果在输电线路的正常运行过程中发现易击区域，采取的措施就是在易击区域的导线周围以外的区域架空地线，使输电线路遭受雷击时将雷电流进行耦合或者是分流，极大的减少对杆塔的耐压，进而提升对输电线路的防雷需求。

4.2装设避雷线和避雷器

避雷线是输配电线路最基本防雷措施之一。它在防雷方面可以有效防止雷电直击导线造成导线破损，在雷击杆塔顶端时，对雷电电流有分流作用。减少雷电流入杆塔，使杆塔顶端点位降低，对导线有耦合作用，降低雷击杆塔时塔头绝缘上（绝缘子串和空间隙）的电压。此外，对导线有屏蔽作用，降低导线上感应过电压。110kV输电线路上装设避雷器，其运行情况良好。当输电线路杆塔遭受雷击，雷电流超过一定值时，大部分的雷电流从避雷器流入导线，传到相临杆塔或经塔体流入地；当导线遭受雷击时，大部分的雷电流从避雷器流入大地。因此，安装线路避雷器无论是在雷击导线还是塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。

4.3降低杆塔接地电阻

高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高高压送电线路耐雷水平的基础，是最经济、有效的手段。对于土壤电阻率较高的疑难地区的线路，则应跳出原有设计参数的框框，特别是要强化降阻手段的应用，如增加埋设深度，延长接地极的使用，就近增加垂直接地极的运用。对于运行中的线路因根据相应的规程要求，每年对全线杆塔基础接地电阻测量一次，并于历史数据进行比对，对接地电阻超规或相对于历史数据其接地电阻上升较快的杆塔，我们采取加降阻剂、挖深接地坑道改善接地土壤率的办法将接地电阻降低到规程规定的范围内。重视接地网的开挖与改造，坚持对运行五年以上的输电线路每条年开挖检查其总量的10%，以了解接地体的腐蚀情况。

4.4装设自动重合闸

在一定的运行条件下，线路雷击跳闸是不可避免的，但应限制在一定范围内。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，目前我公司运行的110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%-95%，35kV及以下的线路成功率略低。因此，目前我公司变电站在各个电压等级的架空线路上都安装了自动重合闸装置。重合闸装置是作为线路防雷的一项重要措施，提高重合闸装置动作的可靠性，可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。

4.5离子接地模块改造

近年来，离子接地模块大范围使用在常规接地改造困难的区域，离子接地模块是以非金属材料为主的接地体，它由低电阻、化学性能稳定的非金属材料和防腐金属电极组成。采用压铸法成型，使低电阻非金属材料与防腐金属电极形成紧密稳固的接触，扩大了金属电极的导电面积，由于非金属材料的自由电子扩散作用，在模块周围形成一个稳固的低电阻区域，达到了非常好的降阻效果，离子接地模块具有抗腐蚀、无毒环保、使用寿命长、工程安装简单、效果显著的特点。目前，离子接地模块主要用于高山大岭等土壤电阻率高的的区域。

5.结束语：

线路遭受雷击既然是不可预测，不可避免的，但雷电活动是小概率事件，随机性强，要做好送电线路的防雷工作，就必须抓住其关键点，制定有针对的性防雷措施，提高高压送电线路的耐雷水平，尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。

参考文献：

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