110kV架空输电线路防雷措施研究

李永福

摘 要：雷电危害是110kV架空输电线故障的主要原因，严重影响到了输电线路输电的质量和安全。研究110kV架空输电线路防雷措施具有重要的现实意义。本文结合某110kV架空输电线路实例，对雷害危险点事故进行了分析，并对架空输电线路的防雷措施进行了详细的介绍。

关键词：架空输电；输电线路；防雷措施

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，对日常生活用电的质量要求也越来越高。而110kV架空输电线路作为电力系统的重要组成部分，由于其选址多为山区，地势较高、土壤电阻率高，十分容易遭受雷击事故，从而引起过电压跳闸事故发生。因此，研究110kV架空输电线路的防雷措施对确保电力系统的正常稳定运行，提高电力系统的供电质量具有十分重要的作用。

1 线路基本情况

1.1 地形地貌特征及雷云特性

一般情况下，对雷电活动影响最大的就是地形地貌，特殊的地形地貌会引发雷电频繁活动。某I回线路地形地貌较为特殊，有一段地处在高山顶上，这部分区域引发雷电灾害现象的概率比较大。因此，山顶区域是整个雷电防治的重点区域，也是本文研究的重点。

1.2 杆塔基本结构分析

某110kV线路全长118km，处于山顶多雷地区的线路长度为28km。在线路改造之前，该回线路的绝缘子型号采用的是XP–70。

在雷电的防护研究中，对该回线路的杆塔基本情况进行研究分析，这个区域中线路档距超过400m的杆塔有22处，超过600m的杆塔有15处，属于雷电灾害风险比较大的区域。

1.3 线路现况防雷措施

此线路主要采用的是架空线路的避雷线进行保护，架空线路避雷线采用的型号为LGJ–GJ-95，在部分区域采用的是地下引线进行保护，地下引线的规格为GJ–35。110kV线路是通过在一些杆塔处增加可控避雷针来实现的，虽然110kV线路加装了避雷针，但是并不能完全解决线路的雷击事故。在大多数情况下，雷击会造成绝缘子闪络，甚至是出现绝缘子爆炸的事故。从现场的实际勘察以及测量结果来看，山区的接地电阻率普遍偏高，在一些地区存在着避雷线保护角偏大的问题，因此目前的现况保护方案并不能起到很好的保护作用。

2 雷害危险点事故分析及计算

2.1 杆塔接地电阻高于正常水平

由于待研究地区多山地以及岩石，地形情况较为复杂，当地的土壤电阻率较高，因此导致杆塔接地电阻的电阻值较高，较高的电阻值会直接影响到杆塔的耐雷水平。从对该地区进行实地调研可以得知，当地普遍存在的现象就是接地电阻以及土壤电阻率均偏高。

线路发生反击事故最为主要和深层次的原因就是杆塔的接地电阻偏高。通过对现场117座杆塔进行接地电阻测量，可以发现一共有35座杆塔存在着接地电阻水平不合格的现象。发生雷击的杆塔，大约有三分之一的杆塔出现过接地电阻超越其额定值的现象。

2.2 雷电易击段缺乏有效防雷措施

杆塔塔顶是易遭受雷电击中部分，这个部分的防雷一般比较薄弱，虽然在有的区域安装了可控的避雷针，但是这些方法不够可靠，不能完全解决杆塔遭遇雷击的问题。当杆塔上发生雷击事故时，往往会造成比较严重的绝缘子损坏事故，通过对相关区域进行调研可以发现，在经常遭受雷击的区域，线路“易击段”主要是受当地复杂的地形地貌所影响的，比如特殊的地理结构，大角度倾斜的山坡，在这些区域绝缘子一般会遭受雷击而损坏。

2.3 避雷线保护角设置过大

通过对某110kV线路的避雷线进行调研发现，其避雷线保护角存在过大的现象。根据我国避雷线保护角的相关规定和要求可知，在山区或者是地形较为复杂的大跨越区，110kV输电线杆塔上的避雷线对于周边导线的保护角一般情况下要保持在15°以内，结合该地区特点，有的地区保护角须要设置的更小，有的甚至要求有负的保护角。

该110kV输电线路由于地处山区，存在着较为特殊的地形因素，由此决定了线路的特点就是大档距以及大的高度差，避雷线的保护角过大，导致相应的屏蔽效果降低，从而增加了雷击线路发生的概率。在雷雨天气中，即使发生较小的雷电电流穿过屏蔽系统，也会在相关的区域形成较大的雷暴地带，导致各种雷击事故的发生。

这种保护角偏大的避雷线有一定的优点，但同时也存在着一定的缺点。其优点在于能够保证杆塔截获比较强的雷击，可以使得线路避免绕击跳闸事故，但是面对弱雷时，其缺陷就暴露出来了，主要表现为弱雷能够穿击相应的防护而直接绕击到线路上来。

对于110kV的输电线路来说，在防止绕击雷方面，双避雷线具有更好的预防效果，它能够更好地防止绕击雷的发生，并且当保护角越小时，相应的保护效果就会越好。

3 雷电易击段有效防雷措施

3.1 在敏感区加强绝缘水平

根据相关的设计标准，在海拔高于1000m的地区，110kV输电线路绝缘子的片数应该至少为7片，在特殊情况下最好选择为8片。通过对该110kV输电线路进行调查研究发现，大部分的绝缘子都是7片。除此之外，对于大跨越高档距的区域超过40m的杆塔，每增高1m，就应该增加1片绝缘子。

该地区110kV输电线路大多采用的是瓷绝缘子，这种绝缘子的耐雷水平不如玻璃绝缘子，通过将瓷绝缘子换成玻璃绝缘子可以有效提高杆塔的绝缘水平和耐雷水平，从而使闪络事故得到有效抑制。

3.2 在易击点安装线路避雷器

提高110kV输电线路绝缘水平的另外一个有效方法就是要在易击点安装线路避雷器，其主要目的是将绝缘子串与避雷器并联，从而提高线路在面对雷击事故时的防反击和防绕击的能力，通过在一些重要节点安装避雷器来降低雷击跳闸率。在避雷器的安装方面，应选择性能较好的避雷器，比如金属氧化物避雷器（MOA）。这种避雷器具有保护特性好、通流容量大、动作反应快等优点，用于在无架空110kV线路上进行安装，具有良好的应用效果。

3.3 避雷线采用零保护角

对该110kV输电线路，在防止绕击雷方面，通过降低避雷线的保护角，可以起到很好的防绕击效果。对于该条线路，在全线路段架设了双避雷线，通过对110kV输电线路进行调查研究，发现某些线路段的保护角过大，某些地区保护角已经达到了50°，严重超过了国家的相关标准和要求，导致其防雷效果特性变差。因此，通过对该地区进行实地调研，对于保护角较大的地区，采用零保护角能够起到很好的防雷效果。

4 结语

综上所述，雷击事故是造成110kV架空输电线路跳闸的主要原因，对国民经济的发展以及人们的日常生活用电造成了严重的影响。因此，在110kV架空输电线路施工中，要结合线路的实际情况，合理设计防雷施工方案，采取有效的防雷措施进行施工，从而确保输电线路的正常防雷性能，避免输电线路雷击故障的发生，保障输电线路的正常、稳定运行。

参考文献

[1]林华.110kV架空输电线路综合防雷措施[J].农村电气化.2014（08）.

[2]朱国宝.基于110kV丘陵架空线路的防雷措施研究[J].电工文摘.2014（04）.