提高110kV供电线路耐雷水平的改造

提高110kV供电线路耐雷水平的改造

王建超皇甫超军李俊华李宏伟

（国网河南省电力公司郑州供电公司河南郑州450000）

摘要：近年来出现的雷击跳闸事故，从分析线路所经地区的地形地貌、气象资料等基本运行资料入手，通过易击段杆塔型号、易击段输电线路各种参数、电网的建设水平以及曾经出现过的雷害事故情况等资料的收集，并到现场进行精确的调研与测量以获得分析的原始数据包括易击段杆塔具体位置的地形地貌、避雷线架设情况、藕合地线架设情况、绝缘配合情况、绝缘子遭雷击掉串情况和杆塔接地电阻、土壤电阻率精确测量等。

关键词：输电线路；耐雷水平；技术措施

长期以来因雷击引起的供电线路跳闸的事故频繁发生，对电网的安全稳定运行构成了极大的威胁。一直以来寻求有效的线路防雷保护措施，以降低电网中事故的发生频率，一直是世界各国电力工作者关注的课题。

1110kV供电线路雷击事故发生的原因

（1）杆塔接地电阻值。升高时影响供电线路耐雷水平的又一个重要因素。杆塔在遭受雷击之后，因为供电线路和避雷线路的波阻抗要显著大于杆塔的接地电阻，所以相当比例的雷电电流在经过杆塔而最终流入到地下，只有比较少的雷电电流会在避雷线路的引导下流向附近的杆塔。一般为了提高计算出供电线路防雷性能的准确数值，通常采用多波阻抗模型。（2）线路档距。线路档距对供电线路的耐雷水平有着比较明显的影响。杆塔在遭受雷击之后，雷电形成的电波会顺着供电线路进行传播。由于雷电波输出到下一个杆塔之前需要一定的时间。（3）单避雷线保护是造成绕击事故的重要原因。特别是在山区里，单线屏蔽的范围有限，增加了绕击的概率。（4）耦合地线的架设不合理，只在部分线路段架设耦合地线，雷击点转移，使耦合地线终端杆（即杆的一端有耦合地线，杆的另一端无耦合地线）成为相对薄弱点而遭雷击。（5）线路避雷器的安装不合理。

2110kV供电线路所采取的防雷技术改造

2.1降低杆塔接地电阻

减少杆塔接地电阻技术主要是通过减少杆塔接地电阻来提高供电线路的耐雷水平。杆塔降低接地电阻，当杆塔被闪电击中，塔顶电位升高，绝缘子上的过电压水平也会减少，这样的电路反击耐雷水平就会上升，有效降低输电线路雷击跳闸率。减少杆塔接地电阻的具体措施如下。

2.1.1使用杆塔接地电阻减阻剂

接地极周围铺设减阻剂后，可以发挥好增大接地极尺寸，降低了接地极与周围介质之间的接触电阻，从而在一定程度上，降低杆塔接地的杆塔接地电阻。减阻剂在小区域集中杆塔接地，杆塔接地网络小，减阻效果是显著的。减阻剂是由几种化学物品构成的混合物，且具有良好导电性强电解质和水。这些强电解质和水被网状胶体所包围，网状胶体空隙又被水解胶体填充，使其不易与随地下水和雨水流失，从而能长期保持良好的导电功能。

2.1.2爆破杆塔接地技术

通过爆破作用形成裂痕，然后利用压力向爆破裂纹填入低电阻率的材料，这样就可以达到改善土壤导电性能的目的，相当于大规模改善土壤特性。

2.1.3扩大接地网净面积

杆塔接地网的接地电阻是随着杆塔接地网面积的增加而下降的，因此采取增大地网面积的措施能有效降低杆塔接地电阻。但这种技术有利有弊，其缺点是会消耗大量的金属，会导致经济效益下降。

2.1.4外引接地

除了以上四种能够有效降低杆塔接地电阻的四种方法之外，采用深井接地法、自然接地法、局部换土法、増加地网法等措施也可以有效降低接地网的接地电阻。在选择杆塔接地网的降阻的方法时，需要根据当地气候的特点、地形、原有运行经验、土壤低电阻率条件等进行全面综合的分析，因地制宜地选择合理的方法。这既可以保证设备线路的正常运行，还可以避免接地装置工程投资过高。

2.2架设耦合地线

虽然架设耦合地线不能发挥减少雷击率的作用，但在遭遇雷击时，可以显著提高线路耐雷水平。一般在接地电阻较高的线路上应用架设耦合地线的防雷技术来降低反击跳闸率。在架设耦合地线时需要注意以下几点：（1）在导线下面增设的耦合地线，应该做好杆塔强度检查。（2）应充分考虑导线和耦合地线交叉穿越时的电气距离配合。（3）应按照设计程序要求，在架设耦合地线前，做好耦合地线到地面距离的校核，从而确保人身安全，同时也防止人为破坏输电线路设施。

2.3安装线路避雷器

安装线路避雷器，使线路绝缘子与其并联，改善安装线路的耐雷水平，并能够起到保护绝缘子的作用，使之免于遭受雷击。在安装避雷器时，明确容易雷击部位，然后选择合理的避雷级。在一般情况下，线路避雷器的安装应根据下面的原则方法进行：（1）在安装避雷器时，在防雷设计时应该选择雷较多的地区和容易受到雷击线路中遭受雷击的频率最大的塔。（2）确定安装数量：安装易绕击相，基于绕击数确定数量，从而提高杆塔的耐雷水平和减少跳闸次数。

2.4装配侧向避雷针

装配侧向避雷针，可以加强避雷线吸引弱雷的能力，扩大避雷线的保护空间，以减少输电线路绕击率。通常情况下，侧向避雷针进行如下装配：将侧向避雷针装配在杆塔横档两侧，110KV线路中侧向避雷针的设计长度是3m，包括固定部分1.2m长，然后设置3个

缘设计。在进行防雷设计的时候，根据架空输电线路所具备的电压，并结合各种气象条件，依靠现有的相关电路设计经验来确定避雷线的使用数量，并合理设置各个保护角、避雷线以及档距中央导线之间的最小距离。对于一些容易出现故障的线路期间的绝缘配置，在进行绝缘设计时仍然需要进一步加强，从而增加现有线路的绝缘强度。线路绝缘配置的设计原则方法：（1）加强线路杆塔的绝缘配置，特是近年来，多次被雷电击中的杆塔可以多增加一些绝缘体。（2）张力架要增加一或两片绝缘子，改善耐雷水平。（3）位于山顶顶部或大跨越的杆塔，可以增加一块绝缘子，提高其耐雷水平。（4）装有侧向避雷针的杆塔和配有线路避雷器的杆塔，绝缘子的绝缘等级要加强，应该添加一块绝缘子。

3结论

综上所述，防雷技术主要包括降低杆塔接地电阻、在架空线中增加耦合地线、在线路中安装避雷器、安装侧向避雷针、合理的绝缘设计等，相信这些技术的应用将能对保障电力系统的安全可靠运行具有重要的作用，也对人民群众的生产生活带来巨大的便利。

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