110KV及35KV送电线路防雷技术的分析

摘 要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路遭遇雷击，从而影响线路的供电可靠性。因此，采取有效措施降低线路的雷击跳闸次数，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。本文对主要分析110kV及35kV送电线路的防雷问题及防雷措施，供同行参考。

关键词：雷击；问题；防雷措施

中图分类号：TD611+.2 文献标识码：A

1 雷击性质

雷击通常分为直接雷击和感应雷击两种。雷云对地面物体直接放电的现象叫直接雷击。在送电线路附近,雷云对地放电时,因电磁感应而产生强大的电动势对送电线路造成的冲击叫感应雷击。在雷电直击于架空线路后,雷电波将以极高的速度沿线路向两侧传播,这种在导线上流动的雷电波叫雷电侵入波。在农网建设与改造过程中,切实加强防雷措施,可以提高农网供电可靠性。

2 防雷问题分析

2.1 客观存在的问题由于大气雷电活动的随机性和复杂性，目前世界上对送电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分，再加上送电线路处于大自然环境中，遭受自然破坏可能性极大。此外由于现在观测技术上的局限性，还无法准确测量和捕捉到线路遭受的每一次雷击的技术参数。比如对送电线路造成跳闸的主要原因是反击还是绕击等问题。这造成防雷措施针对性不强。

2.2 设计方面存在的问题

在20世纪80年代建造的110kV及以下线路设计时均未提供土壤电阻率，接地电阻设计值随意性大。由于山区大高差、大挡距。也普遍存在保护角偏大，避雷线对导线屏蔽效果不良等问题。

2.3 运行维护方面存在的问题

第一，因送电线路不断老化，原有送电线路接地电阻普遍较高，在许多遭受雷害的送电线路杆塔中。普遍发现接地电阻值偏高的现象。据分析，有的是历史因素造成的，如高山土壤电阻率偏高；有的是设计参数不当，施工不当；而有的是多年运行后逐渐升高的，如线路接地改造不到位、未能有效降低现象等。

第二，线路杆塔接地也存在比较严重缺陷，送电线路接地装置存在相当数量的不良缺陷，如：接地装置年久失修、残缺不全、接地电阻逐年增加、降阻剂严重腐蚀接地体，这些损坏的接地装置将导致耐雷水平严重下降，甚至可使雷击跳闸率成倍上升。运行中许多事例充分说明接地装置不良与雷击跳闸率升高有着直接的因果关系。

第三，接地改造质量控制不严，未达到预期效果，接地装置改造是一项隐蔽性的工程，如果没有实施中间环节的有效检查监督，而只作最后阶段的象征性验收，往往要留下隐患，如偷工减料、投机取巧等影响线路耐雷水平的不良手段就在所难免，因此不少接地装置改造并未收到实际的效果。

3 防雷措施

对于线路防雷工作，应按照“层层设防，突出重点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，有针对性地采取各种有效措施为线路设置一道道有力的屏障，防止雷电波的侵入，提高线路的耐雷水平，从根本上降低雷击跳闸率。

3.1 架设避雷线

架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时还具有以下作用：一、分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；二、通过对导线的耦合作用可以减小线路绝,缘子的电压；三、对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低(一般不超过线路的总造价的10%)。110kV线路应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，保证雷电不致绕过避雷线而直接命中导线，应当减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些，一般采用20°～30°。为了起到保护作用，避雷线应在每基杆塔处接地。

3.2 防雷设计

设计时要考虑山坡坡度对某些杆塔的影响,运用有效屏蔽角公式计算校验避雷线有效保护角。在以往进行防雷设计时,只要求遵照规程规定满足杆塔避雷线保护角的要求就行了,忽略了山坡角对防雷保护角的影响,这就造成了杆塔防雷保护角不能满足防雷设计的实际要求,增加了线路闪络次数,影响了电网安全运行。针对我市运行线路容易受绕击的情况,建议采用有效屏蔽角计算公式校验杆塔有效保护角,以便设计时针对保护角偏大情况采取相应措施以减少雷电绕击概率。

3.3 装设线路自动重合闸装置

输电线路遭受雷击跳闸一般都是瞬时性接地故障，大多数情况下都能在线路跳闸后自动重合成功，因此，装设线路自动重合闸装置，能大大提高线路的供电可靠性。

3.4 降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻值的高低是影响杆（塔）顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆（塔）顶电位升高，对线路产生反击。若接地电阻满足要求，则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔导入大地，不致破坏线路绝缘，从而保证线路的安全运行。

3.5 加装线路避雷器

避雷器应用在线路上作为防止直击雷防护，在国内已有十余年的应用历史，目前架空输电线路上装设的避雷器，运行情况良好。虽然应用避雷器对架线线路进行防雷保护的机理和理论还有疑问和争论，但它确实能消除或减少架空线路受雷击的事实已被越来越多的人认识与接受。

3.6 装设耦合地线

对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的杆段，若接地电阻受条件限制很难降低时，可在导线下方增加一条架空地线，称为耦合地线。耦合地线虽然不能减少绕击率，但能使该基杆塔地网与相邻杆段的地网得到良好的连接，相当于埋设了连续伸长接地体，这样当雷电反击线路时能增大对相邻杆塔的分流系数和导、地线间的耦合系数，间接地降低了杆塔的接地电阻，从而保护线路不发生闪络。一些经常遭受雷击的线路在加装了耦合地线后，线路雷击跳闸率降低了40~50左右。

3.7 应用雷电定位系统进行分析

雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。当线路发生雷击跳闸时，雷电定位系统能准确定位雷击杆塔，帮助巡线人员及时查找故障点，大大节省巡线人员的故障巡视时间，使线路及时恢复供电，确保线路的供电可靠性。同时，通过对雷电定位系统的统计分析，能及时掌握雷电活动的规律、特性和有关数据，对防雷工作大有裨益。

结语

由于输电线路对于保“网”的重要地位，如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。架空线的防雷工作是一项长期复杂的系统工程,从工程设计阶段就要认真加以考虑,应根据本地的实际情况,采取切实可行的防雷方案,选用质量可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备。同时真正按照等电位的原则,做好符合要求的共用接地网,综合考虑防雷与接地,只有这样输电线路和设备才能避免遭受雷击。

参考文献

[1]许颖．浅析避雷针（线）防直击雷作用[J]．防雷世界，2003，（12）．

[2]胡正斌，罗先明．避雷器在山区输电线路防雷中的应用[J]．科技资讯，2008，（29）．