摘要：在電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)中，110kV電壓等級(jí)的輸電線路重要性決定了其防雷設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行管理的重要性。文章針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討，可以看出，合理有效的防雷設(shè)計(jì)能夠大大提高110kV輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：110kV輸電線路；防雷設(shè)計(jì)；避雷線

中圖分類號(hào)：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0135-03

輸電工程發(fā)展至今，輸電線路的雷擊跳閘一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，它是妨害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要因素之一，嚴(yán)重影響著配電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在輸電線路的全部跳閘事故中，雷害事故占有1/3以上的比例。當(dāng)電力線路遭受雷擊后，電力線路中將會(huì)流過雷電流，雷電流最后導(dǎo)入大地；即使電力線路未遭受到雷擊，一旦雷擊出現(xiàn)，輸電線路上的感應(yīng)電荷將會(huì)朝著導(dǎo)線的兩邊流動(dòng)，進(jìn)而入侵變電站，對(duì)電力設(shè)備造成破壞。由此可見，研究合理有效的輸電線路防雷保護(hù)措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 110kV輸電線路雷擊跳閘因素分析

1.1 絕緣配置

假設(shè)在架空輸電線路的防雷絕緣性能上，運(yùn)行電壓不會(huì)對(duì)其造成影響，對(duì)于單回線路來說，首先需要進(jìn)行絕緣的配置，從效果上來看，這種方法可以有效降低雙回路同時(shí)跳閘的概率，但是，如果將這種絕緣配置的防雷水平分配到兩回不同的線路上，則無疑會(huì)提高總跳閘故障的概率。因此，在實(shí)際操作中，進(jìn)行絕緣配置時(shí)，需要分別配置單回線路的絕緣和雙回線路的絕緣。在同塔雙回線路中，按照正常模式進(jìn)行絕緣配置即可，而對(duì)另一回路的絕緣配置，則應(yīng)該按照工程的具體情況，加強(qiáng)絕緣。這樣一來，110kV同塔雙回路線路同時(shí)跳閘的絕緣性能指標(biāo)能夠滿足要求，另外，總跳閘故障率的絕緣性能指標(biāo)也能夠滿足要求。

1.2 相序排列

對(duì)于架空輸電線路的防雷水平來說，導(dǎo)線的相序排列十分關(guān)鍵。在110kV同塔雙回線路中，逆相序排列法是最為常用的方法，它在降低跳閘概率上有較大貢獻(xiàn)；在使用該方式時(shí)應(yīng)該注意：兩列導(dǎo)線之間的相位角相差120°；當(dāng)線路桿塔遭受雷擊時(shí)或者是附近的避雷線遭受雷擊時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)反擊過電壓，此時(shí)，在左右兩邊的絕緣串上，電位是不相等的，容易導(dǎo)致一回線路出現(xiàn)過電壓閃絡(luò)的現(xiàn)象。

1.3 桿塔接地電阻

表1給出了110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系。

表1 110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系

電壓等級(jí)/kV 耐雷水平/kV 接地電阻/Ω

進(jìn)線段 一般線段 進(jìn)線段 一般線段

110 67～98 40～75 5～10 7～20

220 94～120 75～110 5～10 5～16

500 149～195 125～175 5～11 7～16

就單地線的架空線路來說，其耦合系數(shù)較小，在接地電阻相等的情況下，線路的耐雷水平會(huì)降低25%，換言之，對(duì)于110kV架空線路來說，即使接地電阻的技術(shù)性能都滿足要求，同塔雙回線路的耐雷水平也可能無法達(dá)到表1中的要求。所以，在設(shè)計(jì)、建設(shè)以及維護(hù)110kV同塔雙回線路時(shí)，要對(duì)相應(yīng)的接地電阻進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)測(cè)，對(duì)每座桿塔的接地電阻值進(jìn)行認(rèn)真測(cè)試。

2 綜合防雷技術(shù)措施分析

2.1 加強(qiáng)架空線路的絕緣水平

在相關(guān)規(guī)程中，對(duì)架空輸電線路的絕緣給予了明確的規(guī)定。對(duì)于海拔低于1000m的地區(qū)，110kV輸電線路的懸垂絕緣子串中絕緣子個(gè)數(shù)應(yīng)該大于或等于7片，選擇8片為最佳。對(duì)于檔距較大，高度在40m以上的線路桿塔，每增加10m的高度應(yīng)該增加一片絕緣子。

2.2 改善接地裝置

對(duì)于110kV架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)來說，重點(diǎn)在于對(duì)接地裝置進(jìn)行改進(jìn)。改善后的線路桿塔雷擊跳閘概率將會(huì)大大降低，甚至降低率能夠達(dá)到25%～30%；對(duì)于原來接地裝置較為惡劣的線路桿塔，經(jīng)過改善后，跳閘率甚至?xí)陆?0%～50%。在改善接地裝置上，可以降低接地電阻，降低桿塔接地電阻的方法有：將接地體水平外沿、采用深埋式接地極、填充適量的低阻物質(zhì)、加裝一定的導(dǎo)電接地模塊等等。對(duì)于土壤電阻率較高的區(qū)域來說，可以布設(shè)適量的垂直接地極，對(duì)接地不良的現(xiàn)象進(jìn)行改善；對(duì)于水泥型桿塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔3～5m處開始進(jìn)行；而對(duì)于鐵塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔5～8m處開始進(jìn)行。接地極的長(zhǎng)度選擇1.5m為宜，間距控制在4～6m之間為宜。另外，還可以使用適當(dāng)增加耦合系數(shù)的方法，它可以對(duì)接地裝置進(jìn)行改善，而增加耦合系數(shù)的途徑有：布設(shè)架空地線、增加耦合地線等。值得注意的是，雷擊過程中存在暫態(tài)行波以及穩(wěn)態(tài)電磁感應(yīng)，對(duì)此，可以采用強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線的方法來對(duì)桿塔接地裝置的分布進(jìn)行改善。圖1給出了110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線結(jié)構(gòu)。當(dāng)土壤電阻率大于1000Ω·m時(shí)，可以采用圖1的結(jié)構(gòu)來增加電磁耦合

系數(shù)。

圖1 110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔

接地射線結(jié)構(gòu)

2.3 安裝側(cè)向避雷針

當(dāng)桿塔的位置較高時(shí)，雷云距離線路和桿塔等較近或者平行于桿塔線路，有時(shí)甚至?xí)咏綏U塔的下方。桿塔所處的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，此時(shí)的桿塔出現(xiàn)雷電繞擊過電壓的概率更大。對(duì)此，安裝側(cè)向避雷針是十分有效的方法。在110kV架空輸電線路中安裝側(cè)向避雷針的位置是在桿塔橫柤的兩側(cè)，通常情況下，避雷針的長(zhǎng)度為3m左右，就中間的固定部分來說，選擇1.2m為宜；在橫向設(shè)備部分，避雷針的長(zhǎng)度為1.8m，圖2給出了具體的安裝示意圖。在實(shí)現(xiàn)電氣連接上，是通過將避雷針上的固定螺孔連接到桿塔的橫擔(dān)上實(shí)現(xiàn)的，它能夠?qū)崿F(xiàn)雷電流的順利流過，最終引入到大地中。安裝側(cè)向避雷針的主要優(yōu)點(diǎn)在于：它能夠提高線路的防繞擊水平，其主要不足在于同時(shí)也會(huì)增加線路的引雷率。對(duì)此，可以通過增加絕緣子片的方式來降低線路的引雷率。

圖2 側(cè)向避雷針安裝示意圖

2.4 減小線路保護(hù)角

降低110kV輸電線路的耐雷水平還有一種重要的技術(shù)措施，即減小保護(hù)角。對(duì)于已經(jīng)建成的或是已經(jīng)投運(yùn)的線路來說，要改變線路的保護(hù)角較為困難，實(shí)施性較差，尤其是架設(shè)于山區(qū)中地面傾角較大的桿塔，基本無法改變保護(hù)角。總體來說，減小線路保護(hù)角的方法需要較大投資。在工程實(shí)際中，需要從技術(shù)、資金等各方面綜合考慮，選擇合適的保護(hù)角，保證線路的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

2.5 安裝氧化鋅避雷器

在架空線路上安裝氧化鋅避雷器是提高線路耐力水平的有效方法之一。其主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠降低線路的繞擊率以及跳閘率。這種方法適用于：雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域、土壤電阻率高的區(qū)域、采用常規(guī)的降低接地電阻的方法較為困難的區(qū)域等。

3 結(jié)語

就110kV架空輸電線路而言，進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，并非一蹴而就的。不斷提高輸電線路的耐雷水平對(duì)于110kV輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行來說意義重大，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。本文針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討?？偠灾?，我國(guó)的線路防雷研究還處于發(fā)展階段，需要投入更多的人力

物力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王春杰，祝令瑜，汲勝昌，等.高壓輸電線路和變

電站雷電防護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電瓷避雷器，2010，

2（235）：35-46.

[2] 鄭瑞晨.山區(qū)送電線路防雷保護(hù)措施的探討[J].水電

能源科學(xué)，2005，23（5）：73-75.

[3] 李景祿.輸電線路桿塔接地及其降阻措施[J].電瓷避

雷器，2003，（3）：40-42.

[4] 王劍，劉亞新，陳家宏，等.基于電網(wǎng)雷害分布的

輸電線路防雷配置方法[J].高電壓技術(shù)，2008，344

（10）：2065-2069.

作者簡(jiǎn)介：李叢岱（1973—），廣東粵港供水有限公司電氣工程師，研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行管理和維修。endprint

摘要：在電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)中，110kV電壓等級(jí)的輸電線路重要性決定了其防雷設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行管理的重要性。文章針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討，可以看出，合理有效的防雷設(shè)計(jì)能夠大大提高110kV輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：110kV輸電線路；防雷設(shè)計(jì)；避雷線

中圖分類號(hào)：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0135-03

輸電工程發(fā)展至今，輸電線路的雷擊跳閘一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，它是妨害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要因素之一，嚴(yán)重影響著配電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在輸電線路的全部跳閘事故中，雷害事故占有1/3以上的比例。當(dāng)電力線路遭受雷擊后，電力線路中將會(huì)流過雷電流，雷電流最后導(dǎo)入大地；即使電力線路未遭受到雷擊，一旦雷擊出現(xiàn)，輸電線路上的感應(yīng)電荷將會(huì)朝著導(dǎo)線的兩邊流動(dòng)，進(jìn)而入侵變電站，對(duì)電力設(shè)備造成破壞。由此可見，研究合理有效的輸電線路防雷保護(hù)措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 110kV輸電線路雷擊跳閘因素分析

1.1 絕緣配置

假設(shè)在架空輸電線路的防雷絕緣性能上，運(yùn)行電壓不會(huì)對(duì)其造成影響，對(duì)于單回線路來說，首先需要進(jìn)行絕緣的配置，從效果上來看，這種方法可以有效降低雙回路同時(shí)跳閘的概率，但是，如果將這種絕緣配置的防雷水平分配到兩回不同的線路上，則無疑會(huì)提高總跳閘故障的概率。因此，在實(shí)際操作中，進(jìn)行絕緣配置時(shí)，需要分別配置單回線路的絕緣和雙回線路的絕緣。在同塔雙回線路中，按照正常模式進(jìn)行絕緣配置即可，而對(duì)另一回路的絕緣配置，則應(yīng)該按照工程的具體情況，加強(qiáng)絕緣。這樣一來，110kV同塔雙回路線路同時(shí)跳閘的絕緣性能指標(biāo)能夠滿足要求，另外，總跳閘故障率的絕緣性能指標(biāo)也能夠滿足要求。

1.2 相序排列

對(duì)于架空輸電線路的防雷水平來說，導(dǎo)線的相序排列十分關(guān)鍵。在110kV同塔雙回線路中，逆相序排列法是最為常用的方法，它在降低跳閘概率上有較大貢獻(xiàn)；在使用該方式時(shí)應(yīng)該注意：兩列導(dǎo)線之間的相位角相差120°；當(dāng)線路桿塔遭受雷擊時(shí)或者是附近的避雷線遭受雷擊時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)反擊過電壓，此時(shí)，在左右兩邊的絕緣串上，電位是不相等的，容易導(dǎo)致一回線路出現(xiàn)過電壓閃絡(luò)的現(xiàn)象。

1.3 桿塔接地電阻

表1給出了110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系。

表1 110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系

電壓等級(jí)/kV 耐雷水平/kV 接地電阻/Ω

進(jìn)線段 一般線段 進(jìn)線段 一般線段

110 67～98 40～75 5～10 7～20

220 94～120 75～110 5～10 5～16

500 149～195 125～175 5～11 7～16

就單地線的架空線路來說，其耦合系數(shù)較小，在接地電阻相等的情況下，線路的耐雷水平會(huì)降低25%，換言之，對(duì)于110kV架空線路來說，即使接地電阻的技術(shù)性能都滿足要求，同塔雙回線路的耐雷水平也可能無法達(dá)到表1中的要求。所以，在設(shè)計(jì)、建設(shè)以及維護(hù)110kV同塔雙回線路時(shí)，要對(duì)相應(yīng)的接地電阻進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)測(cè)，對(duì)每座桿塔的接地電阻值進(jìn)行認(rèn)真測(cè)試。

2 綜合防雷技術(shù)措施分析

2.1 加強(qiáng)架空線路的絕緣水平

在相關(guān)規(guī)程中，對(duì)架空輸電線路的絕緣給予了明確的規(guī)定。對(duì)于海拔低于1000m的地區(qū)，110kV輸電線路的懸垂絕緣子串中絕緣子個(gè)數(shù)應(yīng)該大于或等于7片，選擇8片為最佳。對(duì)于檔距較大，高度在40m以上的線路桿塔，每增加10m的高度應(yīng)該增加一片絕緣子。

2.2 改善接地裝置

對(duì)于110kV架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)來說，重點(diǎn)在于對(duì)接地裝置進(jìn)行改進(jìn)。改善后的線路桿塔雷擊跳閘概率將會(huì)大大降低，甚至降低率能夠達(dá)到25%～30%；對(duì)于原來接地裝置較為惡劣的線路桿塔，經(jīng)過改善后，跳閘率甚至?xí)陆?0%～50%。在改善接地裝置上，可以降低接地電阻，降低桿塔接地電阻的方法有：將接地體水平外沿、采用深埋式接地極、填充適量的低阻物質(zhì)、加裝一定的導(dǎo)電接地模塊等等。對(duì)于土壤電阻率較高的區(qū)域來說，可以布設(shè)適量的垂直接地極，對(duì)接地不良的現(xiàn)象進(jìn)行改善；對(duì)于水泥型桿塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔3～5m處開始進(jìn)行；而對(duì)于鐵塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔5～8m處開始進(jìn)行。接地極的長(zhǎng)度選擇1.5m為宜，間距控制在4～6m之間為宜。另外，還可以使用適當(dāng)增加耦合系數(shù)的方法，它可以對(duì)接地裝置進(jìn)行改善，而增加耦合系數(shù)的途徑有：布設(shè)架空地線、增加耦合地線等。值得注意的是，雷擊過程中存在暫態(tài)行波以及穩(wěn)態(tài)電磁感應(yīng)，對(duì)此，可以采用強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線的方法來對(duì)桿塔接地裝置的分布進(jìn)行改善。圖1給出了110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線結(jié)構(gòu)。當(dāng)土壤電阻率大于1000Ω·m時(shí)，可以采用圖1的結(jié)構(gòu)來增加電磁耦合

系數(shù)。

圖1 110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔

接地射線結(jié)構(gòu)

2.3 安裝側(cè)向避雷針

當(dāng)桿塔的位置較高時(shí)，雷云距離線路和桿塔等較近或者平行于桿塔線路，有時(shí)甚至?xí)咏綏U塔的下方。桿塔所處的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，此時(shí)的桿塔出現(xiàn)雷電繞擊過電壓的概率更大。對(duì)此，安裝側(cè)向避雷針是十分有效的方法。在110kV架空輸電線路中安裝側(cè)向避雷針的位置是在桿塔橫柤的兩側(cè)，通常情況下，避雷針的長(zhǎng)度為3m左右，就中間的固定部分來說，選擇1.2m為宜；在橫向設(shè)備部分，避雷針的長(zhǎng)度為1.8m，圖2給出了具體的安裝示意圖。在實(shí)現(xiàn)電氣連接上，是通過將避雷針上的固定螺孔連接到桿塔的橫擔(dān)上實(shí)現(xiàn)的，它能夠?qū)崿F(xiàn)雷電流的順利流過，最終引入到大地中。安裝側(cè)向避雷針的主要優(yōu)點(diǎn)在于：它能夠提高線路的防繞擊水平，其主要不足在于同時(shí)也會(huì)增加線路的引雷率。對(duì)此，可以通過增加絕緣子片的方式來降低線路的引雷率。

圖2 側(cè)向避雷針安裝示意圖

2.4 減小線路保護(hù)角

降低110kV輸電線路的耐雷水平還有一種重要的技術(shù)措施，即減小保護(hù)角。對(duì)于已經(jīng)建成的或是已經(jīng)投運(yùn)的線路來說，要改變線路的保護(hù)角較為困難，實(shí)施性較差，尤其是架設(shè)于山區(qū)中地面傾角較大的桿塔，基本無法改變保護(hù)角?？傮w來說，減小線路保護(hù)角的方法需要較大投資。在工程實(shí)際中，需要從技術(shù)、資金等各方面綜合考慮，選擇合適的保護(hù)角，保證線路的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

2.5 安裝氧化鋅避雷器

在架空線路上安裝氧化鋅避雷器是提高線路耐力水平的有效方法之一。其主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠降低線路的繞擊率以及跳閘率。這種方法適用于：雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域、土壤電阻率高的區(qū)域、采用常規(guī)的降低接地電阻的方法較為困難的區(qū)域等。

3 結(jié)語

就110kV架空輸電線路而言，進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，并非一蹴而就的。不斷提高輸電線路的耐雷水平對(duì)于110kV輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行來說意義重大，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。本文針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討?？偠灾?，我國(guó)的線路防雷研究還處于發(fā)展階段，需要投入更多的人力

物力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王春杰，祝令瑜，汲勝昌，等.高壓輸電線路和變

電站雷電防護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電瓷避雷器，2010，

2（235）：35-46.

[2] 鄭瑞晨.山區(qū)送電線路防雷保護(hù)措施的探討[J].水電

能源科學(xué)，2005，23（5）：73-75.

[3] 李景祿.輸電線路桿塔接地及其降阻措施[J].電瓷避

雷器，2003，（3）：40-42.

[4] 王劍，劉亞新，陳家宏，等.基于電網(wǎng)雷害分布的

輸電線路防雷配置方法[J].高電壓技術(shù)，2008，344

（10）：2065-2069.

作者簡(jiǎn)介：李叢岱（1973—），廣東粵港供水有限公司電氣工程師，研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行管理和維修。endprint

摘要：在電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)中，110kV電壓等級(jí)的輸電線路重要性決定了其防雷設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行管理的重要性。文章針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討，可以看出，合理有效的防雷設(shè)計(jì)能夠大大提高110kV輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：110kV輸電線路；防雷設(shè)計(jì)；避雷線

中圖分類號(hào)：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0135-03

輸電工程發(fā)展至今，輸電線路的雷擊跳閘一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，它是妨害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要因素之一，嚴(yán)重影響著配電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在輸電線路的全部跳閘事故中，雷害事故占有1/3以上的比例。當(dāng)電力線路遭受雷擊后，電力線路中將會(huì)流過雷電流，雷電流最后導(dǎo)入大地；即使電力線路未遭受到雷擊，一旦雷擊出現(xiàn)，輸電線路上的感應(yīng)電荷將會(huì)朝著導(dǎo)線的兩邊流動(dòng)，進(jìn)而入侵變電站，對(duì)電力設(shè)備造成破壞。由此可見，研究合理有效的輸電線路防雷保護(hù)措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 110kV輸電線路雷擊跳閘因素分析

1.1 絕緣配置

假設(shè)在架空輸電線路的防雷絕緣性能上，運(yùn)行電壓不會(huì)對(duì)其造成影響，對(duì)于單回線路來說，首先需要進(jìn)行絕緣的配置，從效果上來看，這種方法可以有效降低雙回路同時(shí)跳閘的概率，但是，如果將這種絕緣配置的防雷水平分配到兩回不同的線路上，則無疑會(huì)提高總跳閘故障的概率。因此，在實(shí)際操作中，進(jìn)行絕緣配置時(shí)，需要分別配置單回線路的絕緣和雙回線路的絕緣。在同塔雙回線路中，按照正常模式進(jìn)行絕緣配置即可，而對(duì)另一回路的絕緣配置，則應(yīng)該按照工程的具體情況，加強(qiáng)絕緣。這樣一來，110kV同塔雙回路線路同時(shí)跳閘的絕緣性能指標(biāo)能夠滿足要求，另外，總跳閘故障率的絕緣性能指標(biāo)也能夠滿足要求。

1.2 相序排列

對(duì)于架空輸電線路的防雷水平來說，導(dǎo)線的相序排列十分關(guān)鍵。在110kV同塔雙回線路中，逆相序排列法是最為常用的方法，它在降低跳閘概率上有較大貢獻(xiàn)；在使用該方式時(shí)應(yīng)該注意：兩列導(dǎo)線之間的相位角相差120°；當(dāng)線路桿塔遭受雷擊時(shí)或者是附近的避雷線遭受雷擊時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)反擊過電壓，此時(shí)，在左右兩邊的絕緣串上，電位是不相等的，容易導(dǎo)致一回線路出現(xiàn)過電壓閃絡(luò)的現(xiàn)象。

1.3 桿塔接地電阻

表1給出了110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系。

表1 110～500kV架空線路耐雷水平與桿塔接地電阻之間的關(guān)系

電壓等級(jí)/kV 耐雷水平/kV 接地電阻/Ω

進(jìn)線段 一般線段 進(jìn)線段 一般線段

110 67～98 40～75 5～10 7～20

220 94～120 75～110 5～10 5～16

500 149～195 125～175 5～11 7～16

就單地線的架空線路來說，其耦合系數(shù)較小，在接地電阻相等的情況下，線路的耐雷水平會(huì)降低25%，換言之，對(duì)于110kV架空線路來說，即使接地電阻的技術(shù)性能都滿足要求，同塔雙回線路的耐雷水平也可能無法達(dá)到表1中的要求。所以，在設(shè)計(jì)、建設(shè)以及維護(hù)110kV同塔雙回線路時(shí)，要對(duì)相應(yīng)的接地電阻進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)測(cè)，對(duì)每座桿塔的接地電阻值進(jìn)行認(rèn)真測(cè)試。

2 綜合防雷技術(shù)措施分析

2.1 加強(qiáng)架空線路的絕緣水平

在相關(guān)規(guī)程中，對(duì)架空輸電線路的絕緣給予了明確的規(guī)定。對(duì)于海拔低于1000m的地區(qū)，110kV輸電線路的懸垂絕緣子串中絕緣子個(gè)數(shù)應(yīng)該大于或等于7片，選擇8片為最佳。對(duì)于檔距較大，高度在40m以上的線路桿塔，每增加10m的高度應(yīng)該增加一片絕緣子。

2.2 改善接地裝置

對(duì)于110kV架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)來說，重點(diǎn)在于對(duì)接地裝置進(jìn)行改進(jìn)。改善后的線路桿塔雷擊跳閘概率將會(huì)大大降低，甚至降低率能夠達(dá)到25%～30%；對(duì)于原來接地裝置較為惡劣的線路桿塔，經(jīng)過改善后，跳閘率甚至?xí)陆?0%～50%。在改善接地裝置上，可以降低接地電阻，降低桿塔接地電阻的方法有：將接地體水平外沿、采用深埋式接地極、填充適量的低阻物質(zhì)、加裝一定的導(dǎo)電接地模塊等等。對(duì)于土壤電阻率較高的區(qū)域來說，可以布設(shè)適量的垂直接地極，對(duì)接地不良的現(xiàn)象進(jìn)行改善；對(duì)于水泥型桿塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔3～5m處開始進(jìn)行；而對(duì)于鐵塔線路來說，在布設(shè)垂直接地極時(shí)，應(yīng)該從桿塔5～8m處開始進(jìn)行。接地極的長(zhǎng)度選擇1.5m為宜，間距控制在4～6m之間為宜。另外，還可以使用適當(dāng)增加耦合系數(shù)的方法，它可以對(duì)接地裝置進(jìn)行改善，而增加耦合系數(shù)的途徑有：布設(shè)架空地線、增加耦合地線等。值得注意的是，雷擊過程中存在暫態(tài)行波以及穩(wěn)態(tài)電磁感應(yīng)，對(duì)此，可以采用強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線的方法來對(duì)桿塔接地裝置的分布進(jìn)行改善。圖1給出了110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔接地射線結(jié)構(gòu)。當(dāng)土壤電阻率大于1000Ω·m時(shí)，可以采用圖1的結(jié)構(gòu)來增加電磁耦合

系數(shù)。

圖1 110kV架空線路的強(qiáng)化電磁感應(yīng)型桿塔

接地射線結(jié)構(gòu)

2.3 安裝側(cè)向避雷針

當(dāng)桿塔的位置較高時(shí)，雷云距離線路和桿塔等較近或者平行于桿塔線路，有時(shí)甚至?xí)咏綏U塔的下方。桿塔所處的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，此時(shí)的桿塔出現(xiàn)雷電繞擊過電壓的概率更大。對(duì)此，安裝側(cè)向避雷針是十分有效的方法。在110kV架空輸電線路中安裝側(cè)向避雷針的位置是在桿塔橫柤的兩側(cè)，通常情況下，避雷針的長(zhǎng)度為3m左右，就中間的固定部分來說，選擇1.2m為宜；在橫向設(shè)備部分，避雷針的長(zhǎng)度為1.8m，圖2給出了具體的安裝示意圖。在實(shí)現(xiàn)電氣連接上，是通過將避雷針上的固定螺孔連接到桿塔的橫擔(dān)上實(shí)現(xiàn)的，它能夠?qū)崿F(xiàn)雷電流的順利流過，最終引入到大地中。安裝側(cè)向避雷針的主要優(yōu)點(diǎn)在于：它能夠提高線路的防繞擊水平，其主要不足在于同時(shí)也會(huì)增加線路的引雷率。對(duì)此，可以通過增加絕緣子片的方式來降低線路的引雷率。

圖2 側(cè)向避雷針安裝示意圖

2.4 減小線路保護(hù)角

降低110kV輸電線路的耐雷水平還有一種重要的技術(shù)措施，即減小保護(hù)角。對(duì)于已經(jīng)建成的或是已經(jīng)投運(yùn)的線路來說，要改變線路的保護(hù)角較為困難，實(shí)施性較差，尤其是架設(shè)于山區(qū)中地面傾角較大的桿塔，基本無法改變保護(hù)角?？傮w來說，減小線路保護(hù)角的方法需要較大投資。在工程實(shí)際中，需要從技術(shù)、資金等各方面綜合考慮，選擇合適的保護(hù)角，保證線路的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

2.5 安裝氧化鋅避雷器

在架空線路上安裝氧化鋅避雷器是提高線路耐力水平的有效方法之一。其主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠降低線路的繞擊率以及跳閘率。這種方法適用于：雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域、土壤電阻率高的區(qū)域、采用常規(guī)的降低接地電阻的方法較為困難的區(qū)域等。

3 結(jié)語

就110kV架空輸電線路而言，進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，并非一蹴而就的。不斷提高輸電線路的耐雷水平對(duì)于110kV輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行來說意義重大，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。本文針對(duì)110kV輸電線路的防雷進(jìn)行研究，分析了雷擊跳閘的主要影響因素，對(duì)防雷設(shè)計(jì)的思路以及相應(yīng)的關(guān)鍵措施進(jìn)行了深入探討?？偠灾覈?guó)的線路防雷研究還處于發(fā)展階段，需要投入更多的人力

物力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王春杰，祝令瑜，汲勝昌，等.高壓輸電線路和變

電站雷電防護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電瓷避雷器，2010，

2（235）：35-46.

[2] 鄭瑞晨.山區(qū)送電線路防雷保護(hù)措施的探討[J].水電

能源科學(xué)，2005，23（5）：73-75.

[3] 李景祿.輸電線路桿塔接地及其降阻措施[J].電瓷避

雷器，2003，（3）：40-42.

[4] 王劍，劉亞新，陳家宏，等.基于電網(wǎng)雷害分布的

輸電線路防雷配置方法[J].高電壓技術(shù)，2008，344

（10）：2065-2069.

作者簡(jiǎn)介：李叢岱（1973—），廣東粵港供水有限公司電氣工程師，研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行管理和維修。endprint