110kV架空输电线路的防雷措施探讨

于达 陈康

接 要 雷电是造成110kV架空输电线故障的主要原因，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意义。本文对110kV架空输电线路的常用防雷措施进行了梳理，深入分析了各种防雷措施的不足，提出了一种能够彻底解决110kV架空输电线路雷电防护问题的新产品棒形悬式限压器。

关键词 110kV架空输电线路;防雷;避雷器;限压器

引言

110kV架空输电线路是电力系统的重要组成部分，在电网运行中发挥着重要作用。与配电线路相比，110kV输电线路的影响范围广，对供电安全性和可靠性的要求更高。由于 110kV架空输电线路选址多为山区，地势较高、土壤电阻率高，因此十分容易遭受雷击事故。雷电成为110kV架空输电线故障的重要原因，严重影响到了供电安全和电能质量。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意义。

1110kV架空输电线路的常用防雷措施

目前，110kV架空输电线路的雷害防护措施主要有以下几种：

1.1 架设避雷线

架设避雷线是高压线路防雷的基本措施。避雷线具有以下功能：防止雷电直击导线;雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位降低;对导线有耦合作用，降低雷击杆塔时塔头绝缘上的电压;对导线有屏蔽作用，降低导线上的感应过电压[1]。

1.2 使用线路避雷器

避雷器动作后限制了绝缘子两端的电位差，可有效地防止反击事故发生。现场运行经验表明，在雷电多发地段的线路上安装线路避雷器，对防止雷击跳闸事故非常有效。为了限制雷电波沿线路侵入变电站，可在线路的终端塔再安装一组避雷器。

1.3 使用并联保护间隙

在绝缘子两端并联保护间隙，是利用“疏导”式的防雷原理，使雷击闪络发生在保护间隙上，接续的工频电弧在保护间隙的引弧角上燃烧，远离线路绝缘子和导线，确保绝缘子和导线不被烧损。

1.4 架设耦合地线

在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用，使线路耐雷水平提高。耦合地线的作用主要有两个：一是增大避雷线与导线之间的耦合系数，从而降低绝缘子串两端电压的反击和感应电压的分量;二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。

1.5 提高线路耐雷水平，加强线路绝缘

对于个别特殊区段和一些雷击频繁地区，可适当加强线路的绝缘配合，以提高其耐雷水平。

1.6 降低杆塔接地电阻

一般来说，接地电阻与耐雷水平呈反比，因此，应根据各地土壤性质和电阻率把控塔杆的接地电阻水平，提升耐雷水平。

2110kV架空输电线路常用防雷措施的不足

上述各种110kV线路防雷措施都具有各自的不足。

2.1 避雷线

避雷线对绕击雷没有防护作用。

2.2 线路避雷器

无间隙避雷器长期承受系统电压，避雷器本体的非线性电阻在电压作用下产生泄漏电流，泄漏电流长期流通导致阀片发热老化。线路避雷器需要长时间受雨雾侵袭和阳光照射，雨雾侵袭容易使阀片受潮而加大泄漏电流，阳光照射能够加速避雷器阀片的温升老化。因此，无间隙避雷器容易各种因素影响下形成恶性循环式的老化，老化阀片的绝缘能力严重降低后形成系统永久短路，进而造成严重的停电事故。

带间隙避雷器的缺陷：不同的绝缘子对应的串联间隙距离不同，每种绝缘子对应的间隙距离都要根据试验单独确定，设计过程烦琐，互换性差。安装时需要手动调节串联间隙的距离，安装难度大，容易因为间隙距离安装的不准确造成避雷器失效[2]。

2.3 保护间隙

因为需要耐受和疏导系统短路故障大电流，产品设计难度和安装控制工艺非常高。疏导工频续流类产品虽然能保护绝缘导线不断线，但并不能阻止线路发生雷击接地故障，综合保护性能低。

2.4 耦合地线

但对于老旧线路，因其受杆塔强度、对地安全距离、交叉跨越及线路下方的交通运输等因素的影响，架设耦合地线对于旧线路不易实施。

2.5 提高线路耐雷水平，加强线路绝缘

线路的电压等级确定后，线路的绝缘水平也就确定了。从经济方面及与其他设备的绝缘配合考虑，不可能大范围大幅度地增加线路的绝缘水平。

2.6 降低杆塔接地电阻

在山区或戈壁等环境的杆塔，地下有很多岩石，即使使用降阻剂也难以将接地电阻降到理想的数值。

3110kV架空输电线路用棒形悬式限压器

由上述分析可知，现有的各种110kV线路防雷措施都具有各自的缺陷。为了彻底解决110kV架空输电线路防雷的问题，山东迅实电气有限公司研发了一种新型的产品，即110kV架空输电线路用棒形悬式限压器。

棒形悬式限压器是一种集成悬式绝缘子与带外串联间隙避雷器于一体的新型防雷装置，兼具悬式绝缘子悬挂导线的功能和带外串联间隙避雷器限制过电压并抑制工频续流的保护功能，能够限定线路遭受雷击时的对地闪络路径，且不需要现场调节间隙距离，可维持放电动作电压稳定，相比现行的线路避雷器和絕缘子分体设计、合体安装的方式，具有安装简便、性能稳定、综合质量好等优点，适合在110kV架空输电线路上应用，对提高线路可靠性、提升线路整体运营效益具有重要意义[3]。

4结束语

110kV架空输电线路的雷电防护是关系到110kV系统安全稳定运行的重要问题。现有的防雷措施都有各自的不足。棒形悬式限压器是一种集成悬式绝缘子与带外串联间隙避雷器于一体的新型防雷装置，对提升110kV架空输电线路可靠性、提升线路整体运营效益具有重要意义。

参考文献

[1] 江红庆，徐成林，李来宏.110kV线路遭雷击故障分析及防范措施[J].冶金动力，2016（1）：15-17.

[2] 李海陆.线路避雷器在输电线路防雷中的应用分析[J].电子技术与软件工程，2016（10）：248.

[3] 樊星，董勤晓，杨耀，等.复合外套金属氧化物限压器的应用前景[J].华东电力，2012（8）：1441-1445.