110kV输电线路防雷技术分析

文/姜振岭

110kV输电线路防雷技术分析

文/姜振岭

输电线路运行过程中，会受到一定因素干扰而影响其稳定性，雷击便是因素之一。雷击轻则会造成输电设备受损，可能会引发局部区域停电；重则会对个体生命安全产生威胁，并对社会生产活动、居民正常生活产生影响。因此，必须对输电线路耐雷性能不断优化，以保证输电线路运行的稳定性。基于此，本文对110kV输电线路防雷技术进行了探讨，并提出了一系列观点，以供参考。

输电线路 防雷技术 避雷针

1 雷电放电过程概述

雷电是一种典型的大自然现象，具有强大的破坏力。当大气层中湿度较大，并存在热气流时，空气当中水蒸气遇冷后便会凝结成雷云。受大气摩擦作用，雷云底部会汇聚大量负电荷，并与地面上的正电荷行之间产生电场作用。当电场达到一定强度后，雷云层与大地间的空气便会被击穿，即会产生“中和”放电现象。事实上，在上述过程中，雷雨电场与空气电场一起形成了一个“天然”的电容器。当电场强度能够击穿空气电场强度时，两者便会产生剧烈碰撞，并产生电离，并形成一个导电通道（雷电通道）。当然这种放电并不是持续不断向下进行的，而是一个阶段性发展过程。当云端主放电结束后，云层当中残留的电荷会从主放电通道向下流动，即进入余晖放电阶段。余晖放电阶段所产生的电流量并不大，但整体持续时间较长。

2 输电线路防雷技术分析

在我国，110kV输电线路涉及规模较大，应用范围较广，是防雷的重点对象。输电线路防雷技术是一项综合性的技术，不同类型的技术具备了不同的特点，适用于不同的环境，具体如下：

2.1 输电线路合理筛选

相关研究表明，输电线路受雷击影响频率与雷击密度存在直接关联。多雷电输电线路区域往往会成雷击频率较高。因此，在输电线路规划设计时，应当尽可能避开雷电密集区。同时，雷击与区域土壤之间也存在着密切联系。通常情况下，雷击事故经常会出现在土壤电阻率较低或电阻率变化较为明显的地区。例如，金属矿区、环境湿度较大区域、平原与山地交接处、地下水位较高处、高差较大的丘陵等地区整体电阻率都偏低，受雷击概率更大。因此，在输电线路铺设时，应该尽可能避开上述区域。

2.2 避雷线设置

在110kV输电线路当中，通过架设避雷线，能够进一步提升输电线路的防雷性能。一方面，架设避雷线可增强地线、导线之间耦合作用，有利于降低导线上的感应过电压；另一方面，避雷线能够对雷电流产生分流作用，可预防雷电直接击穿电路。一般情况下，110kV等级输电线路可全线架设避雷线。相关研究表明，在预防绕击雷方面，双避雷线效果较单避雷线效果更优，保护角愈小，防绕击效果也就愈好。因此，在山区及雷电密集区应该尽可能全线架设双避雷线，保护角应控制在20°至30°范围内。在避雷线设置过程中，可适当将避雷线外移，以降低导线与避雷线之间的水平距离，以此来减小保护角。需要注意的是，避雷线外移距离不能太大，应保证杆塔上两根地线距离不超过导线与地线间垂直距离的5倍。同时，可通过导线内移的方法来控制保护角。这种方式能可防止杆塔重量增加、基础应力增大，有利于减小输电走廊。

2.3 线路避雷器设置

在雷电密集区或土壤电阻率较高的线路段或输电线路绝缘较为薄弱的地段，通过安设避雷器可有效降低雷电事故发生频率，防止输电线路受到损害，有利于提升整个电力系统的稳定性。避雷器主要安装在易击段杆塔上。在避雷器安装过程中，要充分考虑技术经济性。将避雷器安装在易绕击相，根据易绕击的相数来确认数量，这样能够提升杆塔的耐雷性能，有利于防止绕击跳闸现象。

2.4 安设避雷针

避雷针是110kV输电线路最为常见的防雷设施。利用避雷针能够将雷电流快速、安全地导入地下，让保护对象避免雷击。侧向避雷针为例，通过在杆塔上安装水平侧针，能够增强避雷线对弱雷的吸引力，从而扩大避雷线的保护范围。相关研究表明，侧向避雷针对导线及保护绝缘子均有良好的保护作用，在闪络事故预防方面具有明显的作用。为了进一步提升保护效果，三相均可安装侧向避雷针。侧向避雷针具体安装结构示意图如图1所示。

图1：侧向避雷针具体安装结构示意图

安装先通过三个固定螺孔与杆塔横担相连，由地下引线与接地体连接，由此将雷电流导入大地。安装时根据实际地形来判断是否要在横担两侧均安装避雷针。先确认线路来雷方向，再确定侧向避雷针位置，避免重复安装，以节约成本。

2.5 优化输电线路绝缘配合

在正常运行电压条件下，绝缘子应该具备可靠的电气绝缘强度。要结合线路运行电压等级、线路所处外部环境以及绝缘子的允许机电荷载来确认绝缘子型号。不同类型绝缘子存在明显的特征差异性，例如，玻璃绝缘子容易出现“自爆”现象，但玻璃绝缘子便于线路维护；陶瓷绝缘子性能较为稳定，但如果出现故障，维护检查工作量相对较大；棒形绝缘子具备较高的污闪电压，爬电距离较大，具有不可击穿的特点。在绝缘子设置过程中，要仔细筛选，综合利用，将绝缘配合的效用充分发挥出来。

3 110kV输电线路防雷展望

110kV输电线路防雷除了要做好技术工作外，还要做好环境监测，要求供电部门与气象部门相互配合，充分掌握区域雷电活动规律及雷电参数，以作为防雷技术实施参考。在保证线路耐雷性能的同时，要进一步处理好防雷工程造价与线路防雷性能之间的关系，以最低的投资成本换取最佳的耐雷性能，以此来提升防雷工程效益，并保证输电线路运行的稳定性。

[1]笪群峰.110kV输电线路综合防雷技术措施探讨[J].企业技术开发,2014(08):101-103.

[2]陈长红.110kV输电线路的防雷技术分析[J].机电信息,2015(18):35-36.

作者单位国网呼伦贝尔供电公司 内蒙古自治区呼伦贝尔市 021000