對(duì)110kV輸電線(xiàn)路綜合防雷技術(shù)分析

施斐

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與電力需求的不斷增長(zhǎng)，電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行問(wèn)題也越來(lái)越突出。對(duì)于輸電線(xiàn)路來(lái)講，雷擊跳閘一直是影響高壓輸電線(xiàn)路供電可靠性的重要因素。加之由于近年來(lái)某些輸電線(xiàn)路所處地勢(shì)復(fù)雜在一些地面傾斜度大的地方很容易發(fā)生雷擊事故，出現(xiàn)擊穿電線(xiàn)等問(wèn)題，應(yīng)做好輸電線(xiàn)路的綜合防雷措施，保證輸電線(xiàn)路具備相應(yīng)的防雷功能。本文作者結(jié)合工作實(shí)踐，針對(duì)110kV輸電線(xiàn)路的防雷技術(shù)措施和運(yùn)用進(jìn)行分析和闡述，可供大家借鑒參考。

關(guān)鍵詞：110kV；輸電線(xiàn)路；防雷技術(shù)；措施

110kV輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行受到很多外界因素的影響。其中雷電會(huì)對(duì)110kV輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行造成很大的影響，所以要對(duì)110kV輸電線(xiàn)路采取一定的防雷措施以避免雷電對(duì)其造成很大的影響。110kV輸電線(xiàn)路防雷措施的實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工程，在防雷措施的設(shè)計(jì)與施工時(shí)，我們應(yīng)該充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的地形、地質(zhì)、氣象等外界因素，再結(jié)合其他相同地質(zhì)條件下施工工程的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)輸電線(xiàn)路的布置和防雷技術(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和實(shí)施。因此，我們要先對(duì)110kV輸電線(xiàn)路可能存在的雷擊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，選擇合理的避雷措施，可以通過(guò)降低桿塔接地電阻、減小線(xiàn)路保護(hù)角、提高輸電線(xiàn)路絕緣度及架設(shè)避雷線(xiàn)等措施，從而最大限度地提高110kV輸電線(xiàn)路的防雷能力，降低雷擊風(fēng)險(xiǎn)。

一、雷電對(duì)110kV輸電線(xiàn)路的影響

我國(guó)的氣象條件變化較大，雷電天氣發(fā)生頻繁，在夏季雷電強(qiáng)度也很大。雷電的發(fā)生會(huì)直接影響到110kV輸電線(xiàn)路的正常運(yùn)行，容易發(fā)生絕緣子閃絡(luò)、地線(xiàn)斷開(kāi)等電力安全事故，對(duì)人們的用電造成嚴(yán)重的影響。另外，在一些地勢(shì)復(fù)雜、交通條件落后等地發(fā)生雷電事故的頻率更高，而這些地區(qū)的在進(jìn)行線(xiàn)路檢查和維修時(shí)往往比較困難，從而導(dǎo)致這些地區(qū)的線(xiàn)路故障不能得到及時(shí)的解決，加大了電力事故的風(fēng)險(xiǎn)性，可能還會(huì)進(jìn)一步引發(fā)更為嚴(yán)重、范圍更廣的事故，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成很大的隱患。由于110kV輸電線(xiàn)路一般采取架空線(xiàn)路的方式，輸電線(xiàn)路所處的地理?xiàng)l件會(huì)直接影響到線(xiàn)路的分布和架設(shè)，在地理環(huán)境惡劣的地區(qū)架設(shè)輸電線(xiàn)路會(huì)加大防雷設(shè)計(jì)的難度，雷電事故的發(fā)生率相對(duì)地理?xiàng)l件優(yōu)越的地區(qū)也會(huì)更高。

二、線(xiàn)路雷擊跳閘的兩種主要表現(xiàn)形式

線(xiàn)路雷擊跳閘的主要表現(xiàn)形式有兩種：一種是直擊雷，一種是繞擊雷。直擊雷是指帶電云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷具有很大的威力，雷電壓可達(dá)幾萬(wàn)伏，甚至幾百萬(wàn)伏，瞬間電流也有可能達(dá)到十幾萬(wàn)安，在雷電造成的通路上，物體會(huì)被高溫?zé)齻Ｖ睋衾滓话銜?huì)造成該塔一相或多相瓷瓶閃絡(luò)，它多為擊于塔頂及塔頂四周的避雷線(xiàn)。另一種繞擊雷，是繞過(guò)避雷線(xiàn)擊于導(dǎo)線(xiàn)上，多發(fā)生在線(xiàn)路四周空曠地區(qū)和大跨越檔。一般會(huì)造成邊相瓷瓶串閃絡(luò)這種現(xiàn)象，迎著雷云走向的一側(cè)就是該邊相，當(dāng)雷電流較大時(shí)，雷繞擊導(dǎo)線(xiàn)候，雷電流會(huì)沿著導(dǎo)線(xiàn)兩側(cè)傳遞，但這也會(huì)造成該檔相鄰的桿塔同相瓷瓶串閃絡(luò)，當(dāng)較大的雷電流繞擊在靠一側(cè)桿塔的導(dǎo)線(xiàn)上時(shí)，也會(huì)造成該塔的瓷瓶串閃絡(luò)，但是由于雷電流過(guò)大，在通過(guò)桿塔入地時(shí)，過(guò)大的雷電流會(huì)造成塔頂電位高，這也會(huì)引起反擊，造成其它相瓷瓶閃絡(luò)。

三、常見(jiàn)110kV輸電線(xiàn)路綜合防雷措施分析

第一，降低桿塔接地電阻。當(dāng)輸電吸納路通過(guò)山區(qū)時(shí)，由于山區(qū)線(xiàn)路多數(shù)處于高土壤電阻率地區(qū)，一些接地電阻的桿塔會(huì)超規(guī)，這時(shí)我們可以采取挖深接地坑道改善接地土壤率、加降阻劑的措施將超規(guī)的接地電阻降低在規(guī)定的范圍內(nèi)，按規(guī)程要求，應(yīng)該每?jī)赡陮?duì)變電站進(jìn)出口1-2公里的接地電阻遙測(cè)以此，每五年對(duì)全線(xiàn)桿塔接地電阻遙測(cè)一次，發(fā)現(xiàn)不合格的接地電阻時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行更換處理。

第二，耦合地線(xiàn)和架設(shè)保護(hù)裝置。耦合地線(xiàn)和架設(shè)保護(hù)裝置可以共同形成一個(gè)全方位的高頻保護(hù)系統(tǒng)，可以將雷擊電流完全導(dǎo)入到地下。整個(gè)高頻保護(hù)系統(tǒng)由耦合電容器、濾波器、高頻電纜及線(xiàn)路阻波器等組成。其中，耦合電容器一般位于工頻高壓交流電線(xiàn)路和高壓交流輸電線(xiàn)路中，其基本原理在于其作為一個(gè)電容器將電力線(xiàn)與濾波器串聯(lián)起來(lái)，從而傳遞電力網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，從而取到保護(hù)、控制、載波等多種作用。濾波器主要由調(diào)諧元件、接地閘刀、避雷器和排流線(xiàn)圈等幾個(gè)部分構(gòu)成，再將其接入電力線(xiàn)載波機(jī)和收發(fā)信機(jī)等高頻電纜系統(tǒng)中，并與耦合電容器相互協(xié)調(diào)，以匹配高頻電纜和電力線(xiàn)路中的阻抗。線(xiàn)路阻波器主要由主線(xiàn)圈、保護(hù)元件及調(diào)諧元件等部分并聯(lián)而成。主線(xiàn)圈在電力線(xiàn)路中以串聯(lián)方式連接，利用工頻電流作為核心的電感設(shè)備，保護(hù)元件一般指的是避雷器，調(diào)諧元件是線(xiàn)路阻波器的回路調(diào)諧設(shè)施，有助于提高電壓和電流的穩(wěn)定性，當(dāng)110kV輸電線(xiàn)路發(fā)生雷擊事故，則阻波器能夠避免電壓對(duì)設(shè)備和線(xiàn)路造成損壞。一旦110kV輸電線(xiàn)路高頻保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)障礙且發(fā)生雷擊事故，則可以通過(guò)這一手段分析和判斷故障原因。當(dāng)載波機(jī)頻繁發(fā)出警告時(shí)，我們應(yīng)對(duì)載波機(jī)進(jìn)行全面而徹底的檢查，排除載波機(jī)自身故障后，再檢查高頻保護(hù)系統(tǒng)。在檢查高頻保護(hù)系統(tǒng)前，我們還需檢查近期110kV輸電線(xiàn)路是否受到雷雨割接和改道處理等外界因素的影響，從而可以最大程度地減小故障排查范圍，最后再利用選頻表測(cè)量高頻系統(tǒng)各點(diǎn)的電平，從而準(zhǔn)確地判斷故障的影響范圍及基本性質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到進(jìn)一步縮小故障排查范圍的目的。還可由中間高頻保護(hù)通道部位起，全面檢查通道中載波機(jī)的全部導(dǎo)頻電平狀況，然后檢查線(xiàn)路阻波器、濾波器、耦合電容以及電纜等設(shè)備。

第三，裝設(shè)自動(dòng)重合閘。電力系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)在一定的運(yùn)行條件下運(yùn)行時(shí)，常不可避免的有線(xiàn)路雷擊跳閘現(xiàn)象發(fā)生，但這種情況應(yīng)該限制在一定范圍內(nèi)。裝設(shè)重合閘裝置是線(xiàn)路防雷的一項(xiàng)重要措施，保證雷擊跳閘后的供電可靠性的一種方式是提高重合閘裝置動(dòng)作的可靠性。

四、110kV輸電線(xiàn)路綜合防雷措施的應(yīng)用

第一，采取不平衡絕緣手段實(shí)施防雷措施

在高壓輸電線(xiàn)路，尤其是超高壓輸電線(xiàn)路中，這種110kV輸電線(xiàn)路做防雷處理措施時(shí)，由于大多采用同桿架設(shè)的雙回路線(xiàn)路的方式，進(jìn)行普通的綜合防雷處理起不到較好的效果，為減少雙回路雷擊事故的發(fā)生率，保證110kV輸電線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行，可采取可通過(guò)不平衡絕緣措施避免發(fā)生雷擊事故。利用不平衡絕緣措施把絕緣子片串接入110 kV輸電線(xiàn)路中，同時(shí)采取差異化布局，確保絕緣子片數(shù)量較少的部位首先出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，此時(shí)，閃絡(luò)后導(dǎo)線(xiàn)會(huì)轉(zhuǎn)化為地線(xiàn)，確保該導(dǎo)線(xiàn)可以跟其他導(dǎo)線(xiàn)互相耦合，從而使輸電線(xiàn)路的能夠穩(wěn)定運(yùn)行，提高110kV輸電線(xiàn)路的防雷效果。

第二，在輸電線(xiàn)路比較集中的位置設(shè)置引雷塔

對(duì)于線(xiàn)路密集位置和雷擊事故發(fā)生率較高的地方，可以采取設(shè)置引雷塔的措施來(lái)保護(hù)110kV輸電線(xiàn)路的安全，使其安全穩(wěn)定地運(yùn)行。引雷塔利用的是一種以“引雷消雷”原理為基礎(chǔ)的綜合防雷技術(shù)，通過(guò)塔頂?shù)姆烹姳芾揍槍?qiáng)雷電作用所產(chǎn)生的電流向下釋放，最終將雷擊電流導(dǎo)入到大地，從而減少雷擊電流對(duì)輸電線(xiàn)的損害，保證輸電線(xiàn)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

第三，采用避雷器

在配電線(xiàn)路上安裝避雷器是世界各國(guó)廣泛采用防護(hù)雷電過(guò)電壓的一種方法。線(xiàn)路安裝避雷器候，當(dāng)雷擊桿塔，雷電流會(huì)產(chǎn)生分流，一部分雷電流經(jīng)過(guò)桿塔了流入大地；但是當(dāng)雷電流達(dá)到一定值時(shí)，避雷器會(huì)介入，加入分流，一大部分的雷電流會(huì)通過(guò)避雷器流入導(dǎo)線(xiàn)，傳播到相鄰桿塔。當(dāng)線(xiàn)路遭受到的是感應(yīng)雷過(guò)電壓時(shí)，雷電流會(huì)沿著線(xiàn)路流動(dòng)，并向?qū)Ь€(xiàn)兩側(cè)傳播，在雷電流達(dá)到一定值后，線(xiàn)路避雷器介入，會(huì)加入分流，大部分雷電流又會(huì)通過(guò)避雷器流入大地。線(xiàn)路避雷器與絕緣子并聯(lián)，具有良好的鉗位作用，即使雷擊電流增大很多，避雷器的殘壓也僅是些微增加，絕緣子仍不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，這是由于避雷器的殘壓低于絕緣子串50%放電電壓，這是線(xiàn)路避雷器防雷的重要特點(diǎn)。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述：為防止和減少雷害故障，設(shè)計(jì)中我們要全面考慮高壓輸電線(xiàn)路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)弱程度、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等情況，還要結(jié)合原有高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行方式等。通過(guò)比較選取合理的防雷設(shè)計(jì)，提高高壓輸電線(xiàn)路的耐雷水平。雷電活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部門(mén)的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害帶來(lái)的損失降低到最低限度。

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