110kV輸電線路防雷及防鳥害設(shè)計(jì)

劉宇

摘要：110kV輸電線路容易遭受雷電反擊、雷電繞擊等雷擊破壞，并產(chǎn)生故障，特別是在山區(qū)、高原、曠野地帶。而隨著生態(tài)環(huán)境的改善，110kV輸電線路的安全穩(wěn)定也受到了大量的鳥類威脅。鳥類對110kV輸電線路造成破壞的主要方式是鳥糞閃絡(luò)、鳥巢短路。因此，110kV輸電線路有必要設(shè)計(jì)防雷、防鳥害的裝置。為了防雷，110kV輸電線路上可以架設(shè)避雷線、地線，降低輸電線路桿塔接地電阻，安裝側(cè)向避雷針等避雷設(shè)備，安裝自動(dòng)化重合閘設(shè)備（防雷保護(hù)間隙），等等;為了防鳥害，110kV輸電線路上可以安裝防鳥擋板、防鳥刺，以及驅(qū)鳥器，等等。

關(guān)鍵詞：110kV;輸電線路;防雷;防鳥害

前言：

110kV輸電線路在我國分布廣泛，輸送了大量的電力，但是由于大多分布在山區(qū)、丘陵、高原、曠野等地，很容易遭受雷擊，導(dǎo)致110kV輸電線路癱瘓。而隨著我國生態(tài)環(huán)境的改善，鳥類也經(jīng)常因?yàn)樵?10kV輸電線路上筑巢、落腳、排泄，而危害到110kV輸電線路的安全。因此，110kV輸電線路需要防雷、防鳥害。

1 110RV輸電線路設(shè)計(jì)防雷及防鳥害的必要性

1.1 110kV輸電線路設(shè)計(jì)防雷的必要性

110kV輸電線路大多架設(shè)在山區(qū)、高原、曠野，施工上有很大困難，接地條件有限，因此110kV輸電線路很容易遭受雷電反擊現(xiàn)象的破壞，也就是雷電擊中輸電線路桿塔，導(dǎo)致桿塔頂端的電壓過高，擊穿絕緣子，而放電的現(xiàn)象。即使安裝了雷電規(guī)避、保護(hù)裝置，如避雷線，雷電還是可能繞過這些裝置，導(dǎo)致避雷保護(hù)失效，這種現(xiàn)象叫做雷電繞擊。

國家電網(wǎng)公司曾有統(tǒng)計(jì)，雷擊導(dǎo)致了52%至63%的輸電線路故障，特別是山區(qū)、高原、曠野地帶的架空輸電線路，由于雷電活動(dòng)頻繁等地理氣候因素，更容易因雷擊而跳閘。雷電繞擊的概率，與輸電線路桿塔高度、導(dǎo)線保護(hù)角度有關(guān);雷電反擊導(dǎo)致跳閘的概率，與輸電線路桿塔高度有關(guān)。

1.2 110kV輸電線路設(shè)計(jì)防鳥害的必要性

據(jù)新疆電力公司2012至2014年數(shù)據(jù)，輸電線路涉鳥害的故障僅次于外力破壞、風(fēng)害，給輸電線路安全帶來了重大威脅。其實(shí)，不只新疆，國內(nèi)外的輸電線路事故原因統(tǒng)計(jì)都能表明，鳥類活動(dòng)對輸電線路安全威脅極大，僅次于雷擊、外力破壞。鳥害的一大原因是鳥類在輸電線路桿塔筑巢，特別是魚池、村莊、林場、果園附近的輸電線路桿塔，由于鳥類覓食方便，平均在拆除后8.7天就會(huì)出現(xiàn)新的鳥窩，而拆除一個(gè)鳥窩就需要37.7分鐘，所以鳥窩給輸電線路的檢修人員增加了不少工作。鳥窩的危害在于，筑巢的材料、鳥類排泄物都很容易引起相間短路、線路跳閘。此外，鳥類對輸電線路的危害還有鳥啄絕緣子、大型鳥展翅造成相間短路、鳥類天敵造成短路。不過，最主要的危害還是鳥糞閃絡(luò)、鳥巢短路。鳥糞閃絡(luò)的影響因素有鳥糞電導(dǎo)率、粘度、直徑、位置、空氣間隙距離，等等。

2 110kV輸電線路防雷及防鳥害的設(shè)計(jì)

2.1架設(shè)避雷線、地線

110kV輸電線路應(yīng)當(dāng)全線架設(shè)避雷線，從而減少直擊雷，并且分擔(dān)直擊雷產(chǎn)生的電流，從而減少、減小輸電線路桿塔承受的雷電電流。在容易遭受雷擊的位置，還應(yīng)架設(shè)地線。在雷擊危害中，地線具有耦合、分流作用，可以降低輸電線路桿塔承受的雷電，從而提升輸電線路的防雷水平。在此基礎(chǔ)上，雙避雷線比單避雷線的防雷效果更好，不過要注意避雷線之間的距離，以及避雷線與輸電導(dǎo)線之間的距離。最后，用避雷線法防雷，應(yīng)盡量減小保護(hù)角，使保護(hù)角小于0度。

2.2降低輸電線路桿塔接地電阻

輸電線路桿塔接地電阻較大時(shí)，輸電線路就更容易受到雷擊的破壞。輸電線路桿塔下的土壤電阻較大，不利于輸電線路的防雷保護(hù)。改進(jìn)輸電線路桿塔的接地裝置，能夠使輸電線路因雷擊而跳閘的概率降低25%至35%;特別是在原有接地條件十分惡劣的地區(qū)，降低輸電線路桿塔的接地電阻后，輸電線路因雷擊而跳閘的概率降低了50%。這是因?yàn)?，輸電線路桿塔的接地電阻降低后，雷電電流能夠順利流人大地，能量就不會(huì)擊中在輸電線路的某處，產(chǎn)生破壞。在架設(shè)輸電線路桿塔的施工中，降低桿塔接地電阻存量，不但提升了輸電線路承受雷擊的能力，還能降低成本。

2.3安裝側(cè)向避雷針等避雷設(shè)備

避雷設(shè)備能夠防范雷電繞擊，因此，輸電線路上面可以安裝一些避雷設(shè)備，來減少輸電線路受到雷擊的次數(shù)，提升輸電線路的防雷水平。安裝避雷設(shè)備時(shí)，如果能夠把保護(hù)角度調(diào)整到最佳，就能擴(kuò)展避雷設(shè)備為輸電線路防雷的范圍，減小輸電線路受到雷擊的概率。比如說，在山頂、半山腰等較高地勢處架設(shè)的輸電線路桿塔，有時(shí)會(huì)與雷電的云平行，甚至比雷電的云還要高，非常容易遭受雷電襲擊的破壞。那么，就可以在輸電線路桿塔橫擔(dān)兩側(cè)這里安裝側(cè)向避雷針。此處的側(cè)向避雷針，長度最好在3米，中間最好固定1.2米長，橫向長度大約設(shè)置為1.8米，并且用3個(gè)有效固定點(diǎn)來安置。

2.4安裝自動(dòng)化重合閘設(shè)備（防雷保護(hù)間隙）

根據(jù)過往雷擊事故中總結(jié)、統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，90%以上的輸電線路遭受雷擊的事故，都是瞬時(shí)雷擊造成的。也就是說，很多情況下，雷擊并不會(huì)給輸電線路造成永久故障損害。因此，為了讓輸電線路的供電性能更加可靠，應(yīng)當(dāng)為輸電線路的保護(hù)裝置安裝自動(dòng)化重合閘設(shè)備，從而在輸電線路發(fā)生閃絡(luò)，或遭受雷擊后自動(dòng)跳閘的情況之后，自動(dòng)地重合供電開關(guān)，使輸電線路恢復(fù)正常的運(yùn)行，從而把雷擊事故的影響降到最低。比如，安裝在輸電線路絕緣子兩端的防雷保護(hù)間隙，就有自動(dòng)重合閘的作用，保證電力用戶得到不間斷的供電。

2.5安裝防鳥擋板、防鳥刺

防鳥擋板的作用，是隔開橫擔(dān)、絕緣子，防止鳥糞掉落到絕緣子上，以免鳥糞引起閃絡(luò)、跳閘等輸電線路事故。防鳥刺則固定在輸電線路桿塔橫擔(dān)上，作用是阻止鳥類在絕緣子上空落腳。然而，這兩種裝置如果單獨(dú)使用，都會(huì)反而成為鳥類筑巢的平臺(tái)、支架，因此應(yīng)配合使用。另外，防鳥擋板應(yīng)當(dāng)完全覆蓋絕緣子，否則就可能在冬季積雪、結(jié)冰，造成輸電線路覆冰閃絡(luò);防鳥擋板應(yīng)沿著橫擔(dān)方向傾斜，以免防鳥擋板上覆蓋積雪、結(jié)冰;每塊防鳥擋板需要4個(gè)防腐固定件。

2.6安裝驅(qū)鳥器

輸電線路桿塔的驅(qū)鳥器有多個(gè)種類，比如超聲波驅(qū)鳥器、風(fēng)動(dòng)式驅(qū)鳥器、聲光溫度感應(yīng)驅(qū)鳥器、聲光紅外感應(yīng)驅(qū)鳥器、聲光位移感應(yīng)驅(qū)鳥器，等等。這些驅(qū)鳥器各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。比如，超聲波驅(qū)鳥器的體積較小，方便安裝，但是價(jià)格過高，老化過快，而且能被鳥類適應(yīng);風(fēng)動(dòng)式驅(qū)鳥器成本較低，安裝方便，但是安裝后3至5天鳥類就適應(yīng)了。后三種驅(qū)鳥器感應(yīng)到鳥來才會(huì)報(bào)警，也就是播放聲音驅(qū)鳥，比如一小段鞭炮聲、喇叭聲，效果比較好。

3結(jié)語

在110kV輸電線路中綜合運(yùn)用多種防雷、防鳥害技術(shù)，能夠減少110kV輸電線路的故障次數(shù)，保障我國各地用電。