摘要：近年来，我国的电力系统发展迅速，110kV电力线路建设也越来越多。110kV电力线路处于多雷山区势必要面临雷击风险，为了保护110kV线路的安全，确保线路正常传输电力电能，则需要重点做好防雷保护，维护线路的安全，从而维护整个线路系统的运行质量。对于110kV线路来说，其防雷设计既要从自身入手，又要从外部环境入手，要进行全方位的多元设计。本文分析了多雷山区110KV线路自身防雷设计以及外部防雷设计。
关键词：110kV线路；雷区；防雷设计
引言
雷云带有不同极性的电荷,当它与大地之间电场子的强度增强,甚至超过大气间游离放电的临界电场强度的时候,就会发出火花,产生放电现象,而这种放电即开成了雷电。雷电实际上只是一种常见的自然现象,但它的危害却很大,尤其是在多雷山区对于供电线路的破坏,造成人们日常生活的不便。高压输电线路通常是纵横交错、广泛分布的,极易遭受雷击,因此在线路设计时就考虑到严格的防雷措施,提前对雷击事件做好预防事关重大。
1 110kV线路雷击事故的成因分析
在自然界中，雷电是一种极为常见的现象，其特点是出现次数频繁，与火山喷发、地震、海啸等并列为最严重的自然灾害，它对人类的生产、生活危害极大。由于我国幅员辽阔，致使雷电活动极为频繁，据有关调查统计数据结果显示，每年因雷击引起的人身伤亡和财产损失不计其数。我国的雷电分布具有如下特点：陆地多、山区多、南方多、夏季多，有些城市的年平均雷暴日超过50d。对于电力系统而言，雷电是影响其安全、稳定运行的主要因素之一，尤其是对110kV线路的影响更为严重。雷击线路会引起跳闸、停电等问题，不但增大了线路的维修工作量，而且还给电力用户的正常使用带来了影响。通过对110kV线路的雷击事故进行调查分析后发现，引起事故的原因主要与接地电阻、防雷装置以及线路本身的耐雷水平等方面有关，大体可将110kV线路雷击事故的成因归纳为以下几点：其一，线路杆塔接地时产生的电阻值偏高，这种情况是由于接地电阻的测量不准确或采用的测量方法不正确造成的。其二，某些110kV线路的保护只采用了单避雷线，其防护作用比较有限，若是雷电强度较大，则会产生雷电绕击。其三，耦合地线架设的不规范，致使雷击点出现转移，无地线处成为雷击的薄弱环节。其四，避雷装置的使用和安装不合理，导致避雷作用无法充分发挥，从而增大了雷击线路的可能。综上，因造成110kV线路雷击事故的原因较多，所以，在采取防雷措施时，应当从各个方面进行综合考虑，这样才能使防雷效果达到最佳，也才能有效减少雷击事故的发生。
2 110kV线路多雷山区的防雷设计
2.1导线的科学配型与应力设计
一般来说，山地海拔较高，最高达到上千米，有着较大的高差值，同时，山地环境复杂，树木丛生、地形崎岖，对此电力线路防雷设计需要做好同相关机构，例如:林业部、环保部等的协调，要充分考虑到环境因素，本着跨越式架设的原则来规避危险因素，其中要把握好架设高度，尽量超出林木高度。其中导线位于弧垂最低点应力要控制在导线瞬间破坏应力的40%，如果达不到此标准，则需要提升悬挂点的应力，使其超出弧垂最低点应力的10%。要全面考虑相关因素，而且要将导线的破断张力最先考虑。为了达到防雷的目标，应该选择高强钢芯铝合金绞线，因为其有着更好的弧垂性，较好的过载性能，综合对比来看，安全性更好。
2.2防震对防雷设计
线路架设以空中跨越为主,因此风力的影响导致的线缆摆动等是正常现象。多雷山区的送电线路多存在张力大、档距长、悬挂点高等特点,防震的问题相对复杂,风力造成的振动频率范围也相对较广。单一的防震锤响应频率范围固定,效果不理想,可以采用综合方法,将防振锤、护线条、阻尼线等混合搭配使用,能够达到更好的防震需求效果。
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2.3电线路径的合理把握
山地地形更为复杂、地表有着特殊的结构，而且彼此间偏差更大，山地之间还可能存在河流、小溪、树木等，这些都可能影响线路的防雷水平，对此需要对架线路径做出合理设计，首要参考曲折系数，以及转角的数量以及线路的走向、途径地区的景物等，应该本着科学定向、安全保护的原则，尽量避开树枝茂密的区域，回避河流区，为了确保线路架设安全可以尝试借助海拉瓦航测系统，也就是利用三维设计图来深人评估、比对线路，从中选出最安全、最实用的架线路径。
2.4风偏距离对防雷设计
风偏距离属于机电的范畴,在山区这样的地形较复杂的地方,要充分考虑到风偏问题,防雷设计时要估算好山坡、岩石等与导线间的安全距离问题,除了要结合勘测部门提供的平面图外,还必须进行实地勘测,以保证设计的准确与安全性。尤其是对雷击的危险性因素,在设计定位时一定要相当重视。
3多雷山区110kV线路架设的外接防雷设计
3.1在线路中增加使用避雷器
在总体的线路中进行避雷器的安装,能够增强安装线路的耐雷水平,保护线路与绝缘子的串联不受雷击的影响。在进行避雷器的安装过程中,要准确选择易受雷击的地点和地段,并选择使用合适的避雷器。在进行避雷器的安装时,应遵循以下几点原则:l)防雷设计要选择在雷电频发的地段和易受雷击的杆塔上。2)避雷器的数量要根据易绕击相的数量确定,保证其安装效果既能够提高杆塔的耐雷水平,又能够减少因绕击产生的跳闸次数。
3.2降低接地电阻
降低杆塔接地电阻是提高110kV架空线路防雷水平的有效途径，主要可通过深埋式接地极、水平外延接地体、填充低阻物质、加装导线接地模块等措施加以实现。在土壤电阻率较高的地区，可采用布设垂直接地极的方法改善线路杆塔在表面干燥土壤出现的接地不良问题。水泥杆塔线路应在距离杆塔3-5m处布置垂直接地极；铁塔线路应在距离杆塔5-8m处布置垂直接地极。将杆塔垂直接地极的长度控制在1.5m，间距选择在4-6m之间，采用角钢或圆钢进行加工，做好防腐措施。
3.3侧向避雷针的运用
多雷山区经常面临较为严重的雷击问题体现为:杆塔绕，对于此问题最仕的处理方法就是调节避雷线路保护角，然，其执行相对困难，最合适的方法就是装配侧向避雷针，也就是针对某一特殊的地形中的杆塔横担设置角钢，而且要仲出边相绝缘子串，通常要达到3m，这样就能达到卿卿地控制绕击问题，同时，侧向避雷针通常便于安装、方便操作，能够更好地适应工程性环境。侧向避雷针的装配能够带来良好的引雷作用，在装配避雷针过程中，也要增设绝缘子串的片数，以此来增强其冲击放电的电压值，而且要做好降阻处理，通过安装侧向避雷针的方式能够有效控制雷击故障，保证整个线路系统的安全。
结语
综上所述，多雷山区送电线路架设的防雷设计是一项艰巨而具有较高综合性的工作,不仅需要考虑到来自于环境因素的诸多方面,还要对线路本身、线路辅助性防雷设施进行全面的思考与选择。山区送电线路的设计标准要比丘陵地区的要求严格的多,除本文介绍的一些防雷设计要点外,还需要在设计前进行大量的计算工作,比如杆塔的上拔、导线的悬垂角、导地线的弧垂配合等。
参考文献
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[2]周舒田.山区条件下110kV送电线路设计问题的思考与探讨[J].科技创新导报,2010,6:99.
[3]GBJ233-90,l10-500kV架空电力线路施工及验收规范[s].
论文作者:王永强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
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