戈壁地理环境下110kv输电线路防雷现状与路径

戈壁地理环境下110kv输电线路防雷现状与路径

陈益锋

国网甘肃省电力公司嘉峪关、酒泉供电公司

摘要：隔壁地理环境较为特殊，整体而言环境较为恶劣，在这种环境中的输电线路，维护工作难度较大，对戈壁环境中110KV输电线路防雷情况和路径进行研究，可以提高避雷水平。因而，本文首先针对110KV输电线路防雷的实际情况进行了简单的分析，然后对110KV输电线路受到雷击作用以后产生的机理进行了阐述，最后分析与探讨了戈壁地理环境中110KV输电线路防雷的路径，比如，设置避雷线，减小杆塔接地电阻等，以供相关人员研究和参考。

关键词：戈壁地理环境；110kv输电线路；防雷现状；路径

由于中国的科学技术持续进步，技术不断发展，很多新型的且先进的电力设备已经运用在了电力领域中，提升了电力系统配置性能。现阶段，在短时间以内低压供电安全性能非常稳定，中国的电力设备，传输线具备一个有效的保护，可是，依旧存在高电压操作的问题，比如110KV输电线路。雷击是导致高压输电线路性能下降的关键因素，所以此次就着重对戈壁地理环境中的110KV输电线路防雷问题进行了分析论述。

一、110KV输电线路防雷现况

在戈壁地理环境中的110KV输电线路雷击跳闸频率较高。比如某地区在2015年到2017年的输电线路统计，因为雷击造成的不良问题占据了总事故的60%左右，110KV线路跳闸具体情况为：2015年雷击41，树木1，外力损坏6，污闪10，别的因素8，雷击占比61%；2016年雷击21，树木0，外力损坏8，污闪4，别的因素5，雷击占比55%；2017年雷击44，树木0，外力损坏5，污闪5，别的因素10，雷击占比62%。而导致线路出现跳闸的根本原因就是：首先，输电线路在进行设计的过程中，对于该地区地形与土壤电阻率、雷电活动特征等方面考虑得不够全面，新建设的线路里面多基杆塔接地电阻超标比较严重。其次，在实际运行的时候，没有在第一时间检查且替换线路零值绝缘子，导致线路绝缘性减小。最后，杆塔电阻较高，线路反击率高。线路基本都经过戈壁地区，杆塔地网多处在戈壁环境中，四周土壤少，此是杆塔接地电阻较高的因素之一。设计线路的时候，没有检查到杆塔地区土壤电阻率，杆塔接地网型式设计缺乏针对性，导致线路杆塔接地网接地电阻超过标准。

二、110KV输电线路受到雷击作用力产生的机理

线路设计人员需要充分了解雷击作用在110KV输电线路时对于线路产生影响的机理，在这一基础之上，再确定和其相对应的防雷设计思路。简言之，对于整个110KV的输电线路受到雷击以后而造成线路运行事故产生的根本原因，可以按照如下过程进行分析：假设出现含有大量电荷成分的雷云出现于110KV输电线路周围上空，这些雷云一定会在地面和负载电荷作用力的影响下构成很强的电场，在雷云持续移动的同时，经过110KV输电线路周围的时候，高杆塔让其很有可能损坏整个雷电电厂里面的空气绝缘形态，从而造成雷云经过输电线路杆塔出现放电问题。在此过程中，雷云含有很多电流会直接从空中注入输电线路杆塔装置，同时以杆塔装置顶部位置为载体，通过电流行波的方法传播。比较重要的一点就是：在这个过程里面，所形成的雷击过电压会完全施加在110KV输电线路杆塔装置绝缘子部件里面。受到这一因素所影响，假设杆塔绝缘子部件的闪络电压参数小于电流放电电压参数，那么110KV输电线路会在雷电作用力的条件下产生明显的绝缘性闪络问题。闪络的时候构成的工频电弧就会造成110KV输电线路二次保护系统接收到来源于电流互感器设别与电压设备上的信号，同时产生和其相对应的保护动作，这一过程之中，同样会造成110KV输电线路产生瞬时跳闸的问题。

三、110KV输电线路防雷举措探究

（一）减小杆塔接地电阻

高压输电线路接地电阻和防雷水平为反比，按照各基杆塔土壤电阻率状况，尽量减小杆塔接地电阻，此也是提升高压输电线路防雷水平的前提，是最好的方法。对土壤电阻率高的复杂地区线路，需要跳出原本设计参数的条条框框，尤其是加强对降阻方法的运用，比如添加埋设深度，拉长接地极采用，就近添加水质接地极等等方式的使用。针对运行过程中的线路，需要按照有关的要求，每一年都对全线杆塔基础接地电阻进行一次严格的检测，同时还要将其和以往的数据作比较，对接地电阻超规的杆塔，需采用加降至规程要求的范畴以内。对使用以上举措还无法达标的，需要改善线路接地装置。关注接地网开挖和改善，始终对运行5年以上的输电线路每一年开挖检测该总量的10%，分析接地体腐蚀状况。

（二）设置避雷线

一般来说，设置避雷线是输电线路防雷保护最佳举措。避雷线的最大作用就是避免雷直接击中导线，并且可以起到分流作用，从而降低流经杆塔的雷电流，以此减小塔顶电位，能够降低线路绝缘子电压以及导线上的感应过电压。一般而言，线路电压太高，使用避雷线效果更好，同时避雷线在线路成本中占比较小。规定220KV和以上电压级别的输电线路需要开展全线设置避雷线，110KV线路通常需要开展全线设置避雷线，35KV不宜采用全线设置避雷线，通常在变电所进线端设置2千米的避雷线，且依据要求做好杆塔接地。

（三）设置自动重合闸

在一定运行基础之上，线路雷击跳闸是无法避免的一个问题，可是需要将其合理控制在一定范畴以内。因为线路绝缘具备自行复原的功能，大部分雷击导致的闪络问题在线路出现跳闸以后可以自动清除。所以，设置自动重合闸装置对减小线路雷击问题产生的几率有着非常好的效果。根据有关统计表明，现阶段，所运行的110KV高压线路重合闸成功率为90%以上，而35KV以下的线路成功率很低。所以，现阶段，需要安设自动重合闸装置。安装自动重合闸是线路防雷中的关键举措之一，提升重合闸装置动作可靠性，可以确保雷击跳闸以后供电的可行性。

（四）设置耦合地线

通常来说，在导线下边设置耦合地线分流以及耦合作用，可以有效提升让线路耐雷水平。耦合地线的主要作用就是：第一，增加避雷线和导线间的耦合系数，进而养活绝缘子串两边电压的反击以及感应电压分量。第二，增加雷击塔顶时朝邻近杆塔分流的雷电流。针对110KV输电线路，不但能够降低反击跳闸频次，同时还可以降低一相导线绕击后对其他相造成反击跳闸概率。设置耦合地线通常适合使用在戈壁地区或者山区，能够起到保护导线的作用，用等击距原理即缩减导线暴露弧段。可是对于旧线路来说，由于其遭受到杆塔强度以及对地安全距离等诸多因素所影响，所以设置耦合地线对旧线路不容易开展，通常使用在新建线路经过雷电活动比较强烈的地区时以及别的防雷举措一起使用。

（五）加强杆塔绝缘

因为输电线路中的某些地段使用了高杆塔，如此一来就提升了杆塔落雷的机会。高塔落雷的过程中，塔顶电位比较高，感应过电压大，与此同时受到绕击的几率也较大。要想提升线路绝缘功能，减小线路的跳闸几率，就需要对戈壁地区高杆塔以及大跨越等使用增加绝缘子片数的方式，提升其绝缘的性能。对测量出的零值和损坏等需要及时处理，以此保证其绝缘水平。除此之外，还可以使用添加绝缘子片数以及替换成大爬距合成绝缘子的方式，进一步将线路绝缘性提升，这对于避免雷击塔顶反击过电压的效果十分良好。可是对于预防绕击效果却比较差，同时，增加的绝缘子片数受到杆塔头部绝缘间隙和导线到地安全距离的局限性，所以线路绝缘加强是很有限的。

结束语：

针对戈壁地理环境中的110KV输电线路来说，防雷问题的处理并不是在短时间就可以做好的，其比较倾向于用一种长时间且复杂的工序来完成，不断提升输电线路防雷水平对110KV输电线路总体运行性能的稳定性以及可行性来说，是非常重要的一件事情。其需要引起各个工作人员的重视，且每个人员都要增加对其的关注力度。所以，此次对戈壁环境中110KV输电线路防雷问题进行了简要说明，以期为往后研究与实践工作的进行提供帮助。

参考文献：

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