220kV输电线路工程防雷措施研究

阮淮振

（湖北省电力勘测设计院有限公司，湖北 武汉 430040）

线路走廊日趋紧张，很多输电线路跨越崇山峻岭和雷击多发区，雷击引起的输电线路跳闸事故日益增多。有效地提高电力系统的耐雷水平、减少雷击跳闸率，保障电力系统安全可靠运行成为了各类学者、电力工作人员的研究重点。

1 雷击跳闸率理论计算

本文主要采用规程法进行防雷方面的设计研究。

2 本工程模型雷击跳闸率计算

（1）导地线参数

本工程普通段导线推荐采用1×JL3X/LHA55.25（DFY)-660/240，地线采用OPGW-14-110-1。

（2）杆塔参数（如图1）

雷击跳闸率计算（如表1）

图1

对于平顶塔和常规的猫头塔，折算到40个雷暴日的雷击跳闸率分别为0.201和0.319，平顶塔的雷击跳闸率相比于常规猫头塔下降了37%，且此计算条件下雷击跳闸率远低于规范限值0.315。这主要是因为本文平顶塔采用负保护角设计，保护角为-4°，比常规猫头塔保护角小16°，两地线间距比两导线间距宽0.4m，增强了地线对导线的屏蔽作用，降低了雷电绕击率。另一方面，平顶设计降低了塔头高度，导致杆塔全高减小，因而降低了雷击输电线路的概率。雷击跳闸率与接地电阻的关系曲线图如图2。

表1

图2 雷击跳闸率与接地电阻的关系曲线图

因此，为提高本工程防雷性能，需降低输电线路接地电阻，建议在部分土壤电阻率较高的地区，塔位环境受限、常规接地沟槽开挖困难的地段，采用沿基坑单独敷设接地体的新型接地型式。针对沿线部分土壤呈强或中腐蚀性，推荐采用玻纤复合石墨基柔性接地体及附着式接地引下线防腐装置，可有效防止土壤腐蚀并降低接地电阻。

3 防雷措施建议（如表2）

本线路经过的地区为雷电活动密集区域，全线主要地形以丘陵为主，约占50%，其次为河网泥沼，约占33%，平地约占17%。每个杆塔所处的位置地形不同土壤及地下水的腐蚀程度也存在差异。

表2

根据本工程实际情况，推荐防雷措施如下：第一，全线架设双避雷线。第二，单回路直线塔采用负保护角的平顶塔。第三，全线安装负角保护针，降低雷电绕击导线造成的雷击跳闸事故。第四，在部分土壤电阻率较高的地区，塔位环境受限、常规接地沟槽开挖困难的地段，建议采用沿基坑单独敷设接地体的新型接地型式。针对沿线部分土壤呈强或中腐蚀性，推荐采用玻纤复合石墨基柔性接地体及附着式接地引下线防腐装置，可有效防止土壤腐蚀。另外，通过在接地体上增设“火花刺”，增加散流面积，可有效减低接地装置的冲击接地电阻，提高线路耐雷水平。针对沿线部分塔位环境受限、常规接地沟槽开挖困难、自然接地降阻效果不够的地区，建议采用无腐蚀导电材料的新型接地型式，通过在基础混凝土中按照一定配比加入无腐蚀导电材料，在不影响基础混凝土强度的情况下，提高其导电性能，从而达到不敷设水平接地体即可降低杆塔接地电阻至规定值的要求。第五，在部分地闪密度偏大的区域，适当采用雷击闪络限制器，进一步提高雷害易发生地区的输电线路耐雷水平。部署分布式无源光传感雷击监测系统，在变电站通信机房内安装主机，即可实现全线路雷击闪络信号的实时监测、智能分析及快速定位。

4 结语

本文根据雷击跳闸率基本原理，对比平顶塔和猫头塔的雷击跳闸率。并根据实际情况给出了防雷的相关措施和建议。验证了理论计算的可行性。