关键词：110kV；输电线路；防雷保护
1输电线路防雷措施的问题
1.1土壤的电阻率
由于目前很多的输电线路都是建设在偏远的山区，而且有比较大的线路跨度，因此环境比较复杂，根据相关规定，杆塔接地的电阻值都有一定的数据，不能超有相关的数据。如果突然电阻率比较高，想要降低电阻率的话，难度还是比较大的，及时在建设的过程中，有巨金的投入改善，但还是达不到预期的效果。
1.2建设的地形条件
现在很多的输电线路都是建设在比较复杂的地形上，线路的高低差距以及空挡的距离很多都是因为地形的问题而导致，这就导致了线路的保护角太大，以至于屏蔽的效果就比较差，从而对雷击的抵抗作用就减小了，很多已经投入的运营的线路铁塔，在防雷觉得结构也很难进行改造。
2输电线路防雷计算
2.1反击过电压
当雷击输电线路杆塔塔顶或接近塔顶的一段避雷线时，由于塔顶电位比导线电位高得多，会引起绝缘子串闪烁，可能发生反击，使得导线接地短路，引起线路跳闸，同时会在导线上形成高幅值的反击过电压行波向导线两侧传播，侵入变电所并危及电气设备安全。在雷击杆塔塔顶的先导放电阶段，会感应出束缚电荷，一般来看，先导放电速度并不快，若忽略工频工作电压，则导线、避雷线、杆塔都可看作零电位。在主放电阶段，先导通道中负电荷和正电荷迅速中和，形成由上到下的雷电冲击波，而沿杆塔向下及避雷线向两侧传播的为负雷电冲击波。使杆塔顶部电位不断升高，
导线耦合电位为-kUgt。
先导电荷被中和后，在导线上还感应出正极性感应过电压，这一电压一旦超过绝缘子串的冲击放电电压就会发生反击。
某地有110kV输电线路，架设在平原地区，杆塔冲击接地电阻Rch=12Ω，绝缘子串由7只X-4.5组成，其正冲击50%放电电压U50%=700kV，全线装有避雷线，电网中性点直接接地，避雷线的半径rs为3.9mm，避雷线与导线的弧垂fs和fc分别为2.8m和5.3m。
避雷线与下导线的几何耦合系数最小，
考虑冲击电晕影响，查表得k1=1.25，避雷线与下导线间的耦合系数
杆塔中的雷电流波头可近似取斜角波，且杆塔分流作用的电流只占雷电流的10%左右，因此对一般长度的档距，β可取0.9。
查杆塔电感的估算值，得单位长度近似值0.84mH/m，可知杆塔等值电感：
又知杆塔冲击接地电阻Rch=12Ω，
由于雷击塔顶时，线路绝缘子串所承受的电压幅值为塔顶电位与导线电位之差，
式中：I为雷电流幅值，Rch及Lgt为被雷击杆塔的冲击接地电阻和电感。
当绝缘层上的电压最大值大于绝缘子串50%冲击放电电压U50%时，绝缘子串被击穿后发生闪络，与这一条件相对应的雷电流幅值就是雷击杆塔塔顶反击耐压水平为I1
2.2绕击过电压及耐雷水平
我国110kV及以上线路一般都架设有避雷线保护，这对直击雷有很好的防护作用，但有时也可能发生避雷线屏蔽失效，尤其是地形复杂的特殊地段，雷绕过避雷线而击中导线，则产生雷绕击。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于避雷线的存在，使得线路的绕击事故概率较小，但是它会产生很大的冲击电压波，使线路绝缘子串闪络或侵入变电所危及电气设备，严重时甚至会造成线路跳闸。
当雷击中导线，可将雷电放电视为沿波阻抗Z0的雷电通道向A点传播的行波，雷电流幅值为I/2。根据彼德逊法则，可得计算A点电位的电流源等值电路。
A点两侧的波阻抗并联，则雷击点电位为
对于220kV及以下线路，依据DL/T620-1997标准取，架空线波阻抗Zc为400Ω，雷绕击导线时的过电压近似公式
绕击时，线路所能承受的雷电流幅值必须使雷击点的UA不得超过绝缘子串的冲击放电电压的50%，可得雷绕击导线时的耐雷水平
依据模拟实验和运行经验，一次雷击线路出现绕击的比率计算式
可知：雷电流幅值超过I1=41.24kA的概率pI1为35%，超过I2=7kA的概率pI2为85%。
3输电线路的综合防雷措施
3.1减小土壤的电阻率
目前我们中国的输电线路几乎都是设置在地下，通常设置在地区的土壤里，这样子的设置方案对电阻是有一定影响，从而对输电线路对雷击的抵抗能力也降低了很多。根据现在的数据统计发现，如果地区的地下电阻率越小，那么其输电线路抵抗雷击的能力也会加强。所以地下的电阻率和输电线路的抵抗雷击的能力是一个反比例的关系。因此技术人员在进行输电线路设计铺设的时候，应该全面地对区域的线路进行一个全面分析，从而有效保证所在区域土壤的电阻率不得超过国家规定的范围内。如果发生区域土壤的店子里超过了国家对规定的范围内，就要进行几种措施来解决：（1）需要使用一种爆破的接地技术，也就是在接地的地方采用爆破的方法来造成一个所谓人工的裂缝，然后再将电阻率较小的材料放入这个人工裂缝之中，以此让周围的土壤电阻率可以达到有效降低，因此可以对输电线路接地电阻达到减小的目的。（2）使用一直减少电阻率的原料，也就是减阻剂。这个需要再对线路进行增加的接地尺寸的基础上，就要将降阻剂加入每一个接地点，这个方法对于那些小型的接地网能起到有效减小接地电阻率。（3）应用多支线外引接地的方法，也就是对增加接地射线。以前在对杆塔进行设计的时候，杆塔处只会设置接地射线差不多只有四条，但是经过一系列的改善，目前接地射线已经达到了八条。除此之外，运用多支线外引接地的方法使得基塔所处的位置的土壤的电阻率达到了有效降低。
这三种方法对输电线路的接地电阻的减小有明显的作用，从而让输电线路的抵抗雷击的能力也有显著的。
3.2建设避雷线
我国最多的防雷方式是对避雷线的搭建，搭建避雷线的原因有两种，首先就是对其的投入资金比较低，其次就是对防止雷击的效果也是比较明显的。之所以避雷线为什么会有这么好的避雷效果，其只要的原因是利用了相导线，因为相导线能阻挡雷电的袭击，过后在运用架空的导线把阻挡下来的雷电导入到地下，从而达到了避免雷击的效果。避雷线搭建的地方是在机杆塔下，而且是和地面相互连接的，在每个空挡的距离处都有两根避雷线，从而形成一个闭合回路，在运用避雷线根据每一个小空隙的地方来与地下实现一个绝缘。这样不但可以对输电线路产生保护的作用免受电机的清洗，而且对整个输电线路中的绝缘体可以有效地避免受到损伤。此外，在雷电突然袭击的时候，设置的输电线路可以承受比普通电流的数千倍，而且还能对电流的起到导出以及控制的效果，从而使得供电的运行功率减小，给塔杆起到保护的作用。
3.3设置耦合底线
如果对土壤电阻率的减少和对避雷线的设置还是没能有效改善防雷的效果，那就需要进行耦合底线的设置来减少输电线路被雷击的可能性。所谓的耦合底线的设置就是在输电线的下面设立一个底线，然后通过对避雷线以及输电线之间的耦合的强度，让输电线路上的电压能有效减弱，并且输电线路如果遇到雷电的突袭还可以有分流的作用，可以有效避免输电线路遭遇雷电的袭击而发生设备出现故障的概率。
结论
总之，在我国社会经济快速发展、电力资源成为人们生活不可或缺的重要资源的今天，输电线路作为电力输送的关键载体，必须得到充分保护。由于雷击能够对高压输电线路造成重大影响，破坏线路稳定，损坏设备，因此，电气企业要转变防雷思维，根据输电线路的实际自然条件，应用最佳的防雷策略，切实地提高高压输电线路的防雷水平，为我国社会经济发展做出积极贡献。
参考文献：
[1]张辉.110kV输电线路的绝缘配合与防雷措施简析[J].建材与装饰，2018(26):233-234.
[2]石际.高压输电线路的施工及防雷装置的设置[J].现代工业经济和信息化，2018,8(5):67-69.
论文作者:尹世有
论文发表刊物:《中国电业》2019年第18期3批次
论文发表时间:2020/1/14
标签：避雷线论文; 线路论文; 杆塔论文; 导线论文; 电阻率论文; 雷电论文; 防雷论文; 《中国电业》2019年第18期3批次论文;