110kV架空线路综合防雷技术措施探讨

林溢欣

摘要：110kV 线路是区域性电力资源分配的关键线路，多采用架空敷设的形式，一般传输距离远，沿途环境复杂，很容易受到外界因素的影响，尤其是雷击频发区域，可能导致电线击穿或者闪络放电的问题，应该做好相应的防雷工作。本文对 110kV 架空线路防雷的必要性进行了分析，并就综合防雷技术措施的应用进行了探讨，希望能够为电网的安全稳定运行提供一些帮助。

关键词：110kV; 架空线路 ; 综合防雷 ; 技术措施

1 架空线路雷击过电压原理分析

110 kV 架空线路常见雷击过电压主要包括感应雷 过电压和直击雷过电压。其中，感应雷过电压主要是 雷电集中架空线路周边时，电磁感应作用在导线上产 生的过电压;直击雷过电压主要是雷电击中线路杆塔 和导线时，导致的架空线路过电压。根据实证研究可 知，感应雷过电压只会威胁小于35 kV以下的架空线路，直击雷过电压会严重危害架空线路的安全稳定运行。 根据雷击架空线路部位的不同，可将直击雷过电压分 为两种情况。第一，雷电击中线路避雷线或者杆塔时，雷电流利用雷击点使该点对地电位上升，導致导线与 雷击点之间存在电位差。当该电位差大于线路绝缘水 平时，就会产生冲击放电电压，导致导线出现闪络问题。 雷电流作用下，避雷线或者杆塔电位有效值显著大于 导线，会产生反击冲击破坏。第二，雷击架空线路时，雷击绕组会直接作用于导线，使其产生过电压情况。 反击和绕击的雷击部位和原理差别较大。线路规划运 维期间，需结合工程实际选择不同的技术措施，以加 强线路防雷效果。

2 110kV 架空线路防雷的必要性

从线路方面考虑，110kV 架空线路是我国输电网络的重要组成部 分，是连接变电站与电力用户之间的桥梁，其运行的可靠性直接关系 着用户的用电质量和用电体验，保障了 110kV 线路的运行安全，才能 够有效满足工业、农业生产以及人们日常生活的需求。 从雷击方面分析，其对于电力系统产生的危害是极其严重的，一 是会在电网中产生巨大的冲击电压，从而导致设备绝缘层击穿，产生 短路和放电现象，严重的甚至可能会引发爆炸;二是会导致设备元件 的损坏，从而引发闪络、断电等事故，影响人们的正常用电;三是雷 电流侵入到配电设备或者电器线路中，引发火灾，威胁人们的生命财 产安全;四是在雷击作用下，静电流的电磁感应会引发交变电磁场，导致电气设备局部发热，造成设备烧毁甚至引发火灾。 从环境方面分析，110kV 架空线路经常会经过一些交通条件差，自然环境恶劣的山区和丘陵地带，而这些地区属于雷击事故的多发区 域，加上线路巡检难度较大，使得存在于线路中的安全隐患无法得到 及时有效处理，导致了风险的进一步增大。因此，做好 10kV 架空线 路的综合防雷工作，是非常必要的 [1]。

3 防雷指标和常用保护装置

3.1 防雷指标

输电线路防雷性能衡量指标包括雷击跳闸率和耐 雷水平。其中，耐雷水平是线路雷击伤害时所能承受 的的雷电幅值。为确保电网安全运行，土壤电阻率较 低地区的地线耐雷水平在 125 kV 左右，大跨越档的地 线耐雷水平也在 125 kV 左右。雷击跳闸率是线路雷击 所致跳闸次数。

3.2 常用的防雷保护装置

由于雷电放电期间产生的雷电幅值较高，若缺乏 有效保护措施，将极大影响电力设备的绝缘性能。当 前较常用的线路防雷保护装置包括避雷器和接地装置。 避雷器保护装置主要安装在变电站和发电厂电气设备 周边，保护电力设备和输电线路，雷电入侵时能够先 行放电，限制传输至电力设备上的过电压幅值。接地 保护装置主要是指埋设在地下的导体，可有效减少避 雷器与大地之间的电阻值，进而减少雷击伤害时的过 电压幅值。

4 110 kV 架空线路综合防雷技术

4.1 提升架空线路绝缘水平

按照相关规定，地区海拔低于 1 km，架空线路悬 垂绝缘子串中的绝缘子数量为 8 片。若全线高度大于 38 m 且属于大跨越档距的线路，则需按照高度增加绝 缘子。为降低架空线路雷击伤害，需在路线易受雷电 侵害的部位配置绝缘子。对于多次遭受雷击伤害的杆 塔，则需适当增加绝缘子数量，以显著提升架空线路 绝缘能力。此外，按照工程实际情况适当增加耐张杆 塔绝缘子数量。若线路布设在山顶，则应增加 2 片绝 缘子，以提高杆塔耐雷水平，提升线路运行安全性。

4.2 设置引雷塔

在线路集中部位和雷击事故率较高的部位设置引 雷塔，并将其作为综合防雷措施的核心构件。引雷塔 应用原理为引雷消雷击，可通过塔顶放电避雷针将强 雷电所产生的电流向下释放，并使用消雷装置将雷电 流释放到地面，可确保 110 kV 电流输电线路的安全。

4.3 优化改善接地装置

维护架空线路期间，应注重优化改善接地装置，以显著降低雷击跳闸率，尤其是环境恶劣地区。优化 改善接地装置的措施主要包括两种。第一，降低接地 电阻。利用水平外延接地装置减少杆塔接地电阻，全 面提高架空线路防雷水平。对于高土壤电阻率地区，则应垂直布设接地极，以改善表面干燥土壤接地不良 问题。对于水泥杆塔线路，需在距离杆塔 4 m 处布设 垂直接地极。第二，增加耦合系数。按照雷击闪络反 击原理，可通过接地电阻和增加耦合系数等方式提高 线路耐雷水平。为增加耦合系数，可使用增加耦合地 线和布设架空地线等方式。然而在雷击伤害期间存在 稳态电磁感应和暂态行波过程，所以需使用杆塔接地 射线方式改善接地装置分布情况，以增加耦合系数。

4.4 减小线路保护角

为降低架空路线绕击跳闸率，可采用减少保护角 的方式。对于运行线路，减小保护角处理措施的可行 性较差，尤其是位于山区的线路杆塔，在处理期间会 受到塔头结构设计等影响，无法全面降低保护角。此外，采用减少保护角处理措施还会增大经济投资。因此，工程施工期间需合理选择线路保护角，以确保线路运 行的安全性和经济性。

4.5 架设避雷线和避雷器

输电线路中架设避雷线可起到防雷保护作用。避 雷线可避免雷直击导线，且具有一定分流作用，有效 降低杆塔雷电流和塔顶电位。对导线进行耦合处理后 能降低线路绝缘子电压，还可降低导线感应过电压。 通常线路电压越高，使用避雷线的效果越显著，且避 雷线在线路工程造价中具有较高经济性。根据架空线 路布设条件可知，110 kV 电压等级输电线路需全线架 设避雷线。此外，在 110 kV 电压等级输电线路中安装 氧化锌避雷器能显著提升耐雷水平，减少线路反击和 绕击事故跳闸率。

5结语

对于 110 kV 线路，工程规划设计初期需明确避雷 问题。根据工程实际情况合理选择满足施工要求的接 地网。设计避雷防护方案时，需全面考虑线路遭受雷 击伤害后的活动情况，注重杆塔土壤电阻率和避雷设 计功能问题。设计避雷装置时，应深入调查和分析雷 电活动区域的地形特点，并联合高压送电线路的运行 实况，以有效减少雷电对线路造成的影响，全面提升 线路耐雷水平，确保线路安全稳定运行。

参考文献

[1] 许家欢 . 配网 10kV 架空线路综合防雷技术探讨 [J]. 企业技术开 发 ，2015，34（36）：108，110.