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110kV架空输电线路防雷设计研究

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摘要：在社会的不断发展下，110kV架空输电线路所应用到领域也越加广泛。但是，因为110kV架空输电线路本身所处于的环境非常差，且当雷电活动时，会在反击雷或绕击雷的影响下，出现线路跳闸的现象。当前，电力企业面临的首要问题就是考虑如何有效的制定和改善110kV架空输电线路的防雷措施，保证架空输电线路安全运行。本文将在分析雷害的基础上，从防雷设计出发探讨如何做好110kV架空输电线路防雷措施。

关键词：110kV；架空；输电线路；防雷设计

引言

110kV架空输电线路路径多修建在旷野、山区等地区。这种情况下，110kV架空输电线路遭受雷击的概率就大大增加，电网的正常运行以及供电情况都会受到严重影响。近几年，电力企业一直致力于线路防雷研究，虽有一定成果，但防雷效果却非常不佳。电力企业应在结合对雷害发生原因的分析上，进行防雷保护手段，以此提高110kV架空输电线路的整体防雷水平。

一、雷害发生成因及危害

雷电属于自然界中一种正常的放电现象，大部分下雷云放电是在云内或者云间进行，很少时候会对地放电。当发生雷电向110kV架空输电线路放电时，一般都是因为雷云自身较低，且周边不存在任何带异性的电荷云层，从而产生强度较大的雷电流。雷电流会在最短时间内达到最大，但很快会降低，这一过程所产生的冲击破高达2.6/40微秒。当雷云对地放电时，雷电的直击不仅会使输电线路上产生直击雷的过电压，雷击点附近没有遭受雷击的输电线路，其线路上也会形成类过电压。雷电对110kV架空输电线路造成的危害主要有三种：一是直击雷；一是非直击雷电感应过电压；一是输电线路上传递的雷电波入侵。由于110kV架空输电线路多修建在较为高旷的区域，当发生雷击时，就很容易出现架空输电线路将其吸引的现象。而这三种危害中当属直击雷的危害最大。原因在于直击雷的过电压很高，破坏性很强。如果架空输电线路上不采取任何防雷保护措施，当直击雷直击输电线路时，就会很容易发生导线被击断，绝缘被破坏的情况。

二、110kV架空输电线路防雷设计研究

（一）进行架空输电线路绝缘设计

从《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的要求来看，当海拨低于1000米时，110kV架空输电线路上的悬垂绝缘子串应在七个以上，不超过八个。如果此110kV架空输电线路是大跨越档距，且高度在40米以上的吸纳路杆塔，那高度每增加10米，就必须增加一个悬垂绝缘子串。因此，电力企业在进行110kV架空输电线路绝缘设计时，要从以下几个方面入手：第一，极易遭受雷害线路的绝缘设计。修建地区海拨没超过1000米，就必须进行海拨系数校正。如果吸纳路杆塔遭遇雷击次数过多，在悬垂绝缘子串的使用上就要增加1-2个。第二，结合具体110kV架空输电线路施工情况，在每个耐张杆塔上增加1-2个悬垂绝缘子串。第三，如果线路杆塔所处位置在山顶等较空旷的区域，此时增加1-2个悬垂绝缘子串，不仅能保证架空输电线的防雷效果最好，还能确保整个线路的安全运行。

（二）改善接地装置

接地装置的改善主要表现在两个方面：第一，降低接地电阻。降低杆塔的接地电阻可以采用深埋式接地极、水平外延接地极、加装导电接地模块和用低阻物质填充等方法增加110kV架空输电线路防雷水平。另外，电力企业在进行110kV的线路杆塔垂直接地极材料选择时，以角钢或者圆钢为最佳，每杆塔高度最好保持在1.5米作用，每杆塔间的间距为4-6米。第二，增加耦合系数。在结合雷击闪络反击理论的基础上，通过采取减少电杆、增加耦合系数、降低接地电阻等方法，能有效提升110kV架空输电线路的防雷效果。一般情况下，电力企业都是通过架空地线的布设以及增设耦合地线的方法增加耦合系数。但在实际过程中，电力企业要考虑到雷击本身的电磁感应对其产生的影响，并要通过改变杆塔接地位置的分布情况增加耦合系数。

（三）安装侧向接闪杆

通常情况下，电力企业都会将杆塔的位置设置在山顶等位置。当有雷云活动时，其要么平行于杆塔，要么平行于线路，甚至有时候会在杆塔或者线路下方运动。加之杆塔本身所处的电磁环境较为复杂，这两种情况的叠加下就很容易使杆塔位置发生雷电绕击的过电压现象。为避免这种情况的发生，电力企业可采用安装侧向接闪杆的方法。在防雷设计过程中，接闪杆可选择安装在110kV架空输电线路的杆塔横担上，接闪杆的螺孔要与杆塔横担存在电气连接，并通过与接地引线下的电力连接，将雷电流泄入地中。通过在110kV架加空输电线路防雷设计中加入侧向接闪杆的安装方案，在后期的实际使用安装过程中，虽然能将架空输电线路防绕击的能力提高，但线路本身的引雷率却会被增加。因此，在设计过程中，这部分也是需要考虑在内的。一般情况下避免侧向接闪杆出现导致故障率增加的方法，则是将绝缘子串的片数增多。需要注意的时，此时的绝缘子串与