摘要：对于110kV输电线路而言，防雷设计并非一蹴而就的，其更多的倾向于一种长期性且复杂性的系统工程，持续提高输电线路的防雷水平对于110kV输电线路整体运行性能的稳定与可靠而言可谓是至关重要的，其应当引起各方工作人员的充分关注与重视。
关键词：输电线路，110KV，防雷设计
输电线路的防雷设计,一定要结合本地区的地形、地貌,并参考区域内原有的输电线路的运行经验与数据进行多方面的论证和比较,从而确定出合理的设计方案。应该看到,输电线路设计中的防雷是一个复杂的过程,只有在设计的各个环节,在各相关部门的密切配合之下,才能保证设计质量,有利于工程的顺利进行,减少雷击事故,保障电网安全。
1、110kV输电线路的防雷设计的必然性
作为区域性电能输送与转化作业的核心，110kV输电线路在实践运用过程中的输配电性能稳定性及可靠性程度备受各方工作人员的特别关注与重视。各种可能会对110kV输电线路运行稳定性产生不利影响的因素均应当得到及时且有效的排除。相关统计资料数据显示：110kV输电线路遭受雷击并出现跳闸反应的危害程度同多个方面因素均存在较为密切的关系。在当前技术条件支持下，110kV输电线路多地处空旷山区或是野地地区，恶劣的自然环境条件使得110kV输电线路所处运行空间的性能发挥存在受各类型客观因素影响与制约的目的。与此同时，在较大线路距离处于雷击事故高发地带的情况下，雷击现象的产生将极有可能导致110kV输电线路绝缘子串闪络部件出现损坏或是烧毁问题，由此也可能引发整个110kV输电线路的瞬时性跳闸停电动作。
2、110kV输电线路遭雷击产生机理
在认识到雷击作用力对110kV输电线路的危害基础之上，相关工作人员还需要针对雷击作用力作用于110kV输电线路过程当中对其发生影响的机理，在此基础之上明确与之相对应的防雷设计思路。简单来说，整个110kV输电线路遭受雷击而引发线路运行故障的基本原因可以作如下分析：若果存在内含大量电荷成分的雷云出现在110kV输电线路敷设上空，这部分雷云势必会在地面及负载电荷作用力的影响下形成强大的电厂，在雷云不断移动并经过110kV输电线路杆塔装置的过程当中，较高的杆塔建设高度使其极有可能破坏整个雷电电厂中的空气绝缘形态，由此导致雷云通过输电线路杆塔装置进行放电。在这一过程当中，雷云所含大量电流将直接自空中注入输电线路杆塔装置，并以杆塔装置顶端位置为载体，以电流行波的方式进行放点处理。更为关键的一点在于：在此过程当中所产生的雷击过电压会完全施加于110kV输电线路杆塔装置绝缘子部件当中。受此影响，一旦杆塔绝缘子部件的闪络电压参数低于电流放电电压参数，则110kV输电线路架空输电线路将极有可能在雷电作用力影响下出现明显的绝缘性闪络问题。闪络过程中所产生的工频电弧可能会导致110kV输电线路二次保护系统同时接收到来自于电流互感器装置以及电压装置上的信号，并产生与之相对应的保护动作，此过程当中同样可能导致110kV输电线路出现瞬时性跳闸问题。
3、输电线路防雷设计措施
通过对110kV输电线路的雷害事故调研及其理论、试验分析，要解决输电线路的防雷问题，必须采取综合防雷技术措施。首先要确定输电线路的多雷区和雷击易击段以及绝缘子闪络多的区段，有针对性地采取相应的防雷措施，才能达到减少雷害事故和降低线路雷击跳闸的目的，具体建议如下：
3.1降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻技术是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种输电线路防雷技术。传统的降低杆塔接地电阻的方法主要分为物理降阻和化学降阻。物理降阻包括更换接地电极周围土壤、延长接地电极、深埋接地电极、使用复合接地体等；化学降阻主要是指在接地电极周围敷设降阻剂,通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的目的。近年来，也出现了诸如采用立体接地极降低接地电阻等新技术。降低杆塔接地电阻的措施主要有：（1）水平外延接地，如杆塔所在的地方有水平放射的地方。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为水平放射施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻。（2）深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式，或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意以下几点：1)选在地下水位较丰富及地下水较高的地方。2)杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大接地体的几何尺寸。3)利用山岩的裂缝，插入接地极并灌入降阻剂。4)铺设水下接地装置，如杆塔附近有水源，可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极，可以收到很好的效果。（3）填充电阻率较低的物质（降阻剂）1)如附近有可以利用的低电阻率的饿物质，可以因地制宜、综合利用，但这些物质的性能具备：电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水分、无腐蚀作用、施工简便、经济合理。2)施加降阻剂进行降阻，实践证明，在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显。
3.2架设耦合地线
架设耦合地线是在降低杆塔接地电阻有困难的时候，在导线下方加设一条接地线，以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率的防雷技术，一般应用在接地电阻较高的线路。架设耦合地线提高线路反击耐雷水平的机理包括两个方面，一方面耦合地线可以增加导线和地线之间的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压；另一方面耦合地线可以降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时，可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。架设在线路两侧的耦合地线即侧面耦合地线，位于导线两侧，有效地增加了地线的屏蔽作用，对线路防绕击有较好的作用。实验也证明，安装耦合地线可以有效地减少反击雷害事故的发生。耦合地线也是一种有效的防反击措施，对于投运后雷击故障频发的线路段可以采用架设耦合地线的补救措施。加装耦合地线后，会出现雷击点转移，耦合地线终端杆（即杆的一侧有耦合地线而另一侧无耦合地线）成为相对薄弱点而易遭雷击。此外耦合地线终端杆塔还有两个弱点：（1）雷击分流作用有所减小；（2）大气电场在此杆塔处分布有畸变，从而增加了雷击的概率。为此必须尽量降低终端杆塔的接地电阻，并增加一片绝缘子。应用此项技术时应注意以下事项：（1）应充分考虑耦合地线与导线的电气距离配合，特别是交叉跨越时的配合。（2）由于在导线下面增设的耦合地线，增加了杆塔荷载，部分杆塔及挂线点需补强及增设，因此应做好杆塔强度的校核工作。（3）应按照设计规程要求，在架设耦合地线前，做好耦合地线对地距离的校核工作，以确保人身的安全，同时防止送电线路设施的人为破坏。
3.3采用双避雷线与负保护角
试验证明：对于110kV输电线路，在防止绕击雷方面，双避雷线比单避雷线的保护效果更加明显，保护角越小则防绕击效果也越好。对于新建110kV线路，建议采用全线架设双避雷线，并采用负保护角。使用减小避雷线保护角技术时使应注意：（1）将避雷线外移，减小避雷线和导线之间的水平距离来减小保护角时应注意避雷线不能外移太多，应保证杆塔上两根地线之间的距离不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。（2）使用将导线内移的方法来减小保护角，可以避免杆塔重量增加和基础应力增大的问题，还可以建造更紧凑的输电线路，减小输电走廊。（3）在改造保护角的方案时要综合考虑减小保护角的防雷效果、运行规范要求和改造费用等因素并进行机械负荷方面大的计算，确定最优的改造方案。
4结语
雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。长期以来雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网安全稳定运行构成了极大的威胁。据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的次数占50％～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是世界各国电力工作者关注的课题。
参考文献
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论文作者:胡志洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：杆塔论文; 线路论文; 地线论文; 电阻论文; 避雷线论文; 导线论文; 防雷论文; 《电力设备》2019年第4期论文;