110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计解析
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摘要：110KV输配电网在区域电能输送分配领域得到广泛的建设，在沿线避雷线的保护下，通常具有较高的防雷特性。
关键词：110KV输电线路;直击雷电绕击;输电线路
110KV输配电网在区域电能输送分配领域得到广泛的建设，在沿线避雷线的保护下，通常具有较高的防雷特性。但由于线路的架设通常选择丘陵、山地等经济性能低的崎岖边坡地带，同时伴随地面倾角的影响，输电线路容易遭受雷电绕击事故的破坏，会造成输电线路出现绝缘发生击穿、闪络放电等综合危害，导致线路发生跳闸停电事故，影响输电线路的供电可靠性，因此，对不同的雷击种类，提出一些应对措施，提高输电线路的防雷水平，保证供电可靠性就显得十分必要。
1、雷击种类及特征分析
1.1 雷击种类
雷击是自然现象，包括雷电直击、绕击及反击3种类型。 （1）雷电直击避雷线档距中问部位所产生的电位较低，绝缘串两端所产生的电位也较低，所以反击几率较小。（2）雷电直击杆塔顶部易使塔身对地产生较高电位，绝缘子串两端也会产生较高电位，很容易发生闪络。（3）雷电绕击导线的几率很低。（4）绕击跳闸主要是由雷击杆塔顶部或绕击导致的。（5）线路通过山区时受到山坡角度、杆塔高差及土壤电阻高等各种因素的影响，发生绕击几率较高。（6）避雷线保护角愈小，发生雷击几率也就愈小;避雷线保护角愈大，发生雷击几率也就愈大。而避雷线保护角相同时，其悬挂愈高，绕击几率愈大;反之，绕击几率愈小。（7）雷云带在沿着山沟顺风移动过程中可能对导线产生直击或绕击。（8）海拔较高的地段阶梯型雷云往往比杆塔更高，雷电容易直击杆塔顶部或避雷线，产生反击现象。
1.2 雷电直击及反击的主要特征
（1）多相故障主要是南直击造成的。（2）三角排列的上方导线及水平排列的中线故障大部分是由反击造成的。（3）输电线路档距中间部位出现导线问雷电放电现象通常是由雷电直击及反击造成的。（4）一次跳闸导致连续杆塔出现闪络可能是由直击、反击造成的。
1.3 雷电绕击的主要特征
（1）绕击通常只会造成单相故障。（2）绕击会造成导线上排线夹部位产生烧灼痕迹。（3）三角排列的上方导线及水平排列的中线通常不会发生雷电绕击跳闸。（4）三角排列及水平排列的边相导线会出现绕击现象。（5）绕击电流和杆塔高度、导线保护角密切相关，如雷电流幅值较高，产生绕击的可能性相对较小。
2、输电线路综合防雷的措施
对于防雷方式专家有各种各样的建议，但是不管是选择用什么方式，都必须考虑到一些条件。具体的来说，这些条件主要包括线路的重要性、电路系统运行的路径，还有线路所途经地方雷电活动的强度和区域特点以及土壤所充当的电阻大小等等。除了以上条件，还需要充分结合当地先前的线路运行经验，并进行各方面的对比与校对，综合起来确定出有效保护措施。输电线路的防雷保护方法总的来说有以下几个方面：
2.1 选择合理的输电线路路径
据了解，有些地段被称为易击区，因为这些地段对雷电的吸引力很强，遭受雷击的可能性比较大。因此加强对易击区的防护，可以起到防止雷害的作用。通过多年的经验成果表明，易击区大多在山区风口以及河谷和峡谷的顺风位置，另外，像鱼塘、水库、森林以及山丘等地的周围都属于易击区;有些地方因为土壤电阻率发生突变或者是水位较高也容易吸引雷电。
2.2 安装线路避雷器
其实也可以通过减小接地电阻来防雷，但是在山区这个办法是行不通的。于是安装避雷器成为了主要的防雷措施。当线路遭到雷击的时候，由于雷击产生的强电流一部分会通过避雷线往周围附近的杆塔传递，一小部分经过杆塔进入大地，当强电流增加到一定的值时，避雷器就会发挥它的分流作用，大量的雷电流会经过避雷器传入附近的杆塔，从而减小了绝缘子发生闪络的可能性。线路避雷器的显著特点就是具有很好的钳电位作用，因此才能很有效地防雷。
2.3 架设保护装置和耦合地线
高频保护通道主要由耦合电容器、线路阻波器、结合滤波器以及高频电缆等设备构成。线路阻波器由保护元件、调谐元件以及主线圈等并联组成。保护元件一般指避雷器，在电力线路受到雷击过压时可保护阻波器不被损坏;调谐元件用于线路阻波器中的回路调谐;主线圈串联在电力线路中通过强大的工频电流，作为主电感使用。结合滤波器是由接地刀闸、排流线圈、避雷器以及调谐元件构成的接在耦合电容器低电压段和连接电力线载波机或收发信机的高频电缆之间的仪器，通过与耦合电容器协同作用，对线路和高頻电缆之间发生阻抗匹配作用。耦合电容器是串接在结合滤波器和电力线中间的电容器，可通高频、阻工频，并在电力网络中传递信号。耦合电容器用于工频高压或超高压交流输电线路中，可实现通讯、载波、控制、测量、保护等目的。高频电缆是一种电阻为75欧姆的单股铜芯粗同轴电缆。高频电缆的作用为构成连接结合滤波器与收发讯机或载波机之间的信号通路。同轴电缆由外部隔离材料层、网状织物构成的屏蔽层、绝缘材料层以及中心导体等几部分构成。当高频保护通道出现故障时，可采用以下方法进行故障判别：对于载波机导频告警或收信告警现象，首先对载波机本身故障进行检查，然后对高频保护通道进行检查。在进行高频保护通道检查前，首先对该电力线路近期内有无施工、割接、改道、雷雨、T接等外界条件变化进行详细调查，缩小故障范围。然后采用选频表对通道中各点电平进行量，判断故障的性质和范围。检查过程由高频保护通道中间开始，对所有载波机的导频电平是否正常进行检查，利用排除法缩小故障范围，然后逐次对高频电缆、结合滤波器、耦合电容器和线路阻波器进行相应检查。
另外，可以在线路附近再架设一条底线，也就是采用架设耦合底线的方法，它的防雷原理主要是以下两点：
1）架设耦合地线可以让避雷线和导线之间的耦合度进一步加强，这样一来就降低了绝缘子两端电压分量中的反击、感应电压;
2）强雷击中杆塔顶端的时候，架设耦合地线可以让由于雷击产生的强电流向周围附近其他杆塔分流。经实验数据统计，架设耦合地线真的可以有效地减少雷击引起的跳闸频率，尤其是在偏远、山势陡峭的山区。
2.4 装设自动重合闸装置
线路绝缘本身具有能够自动恢复运行的优点，线路在因为受到雷击后出现跳闸现象，这个时候装设自动重合闸装置就会发挥它的优点消除这个现象，从而比较有效的减低出现雷击事故的频率。根据相关数据表明，这种装置确实大大的降低了事故发生的频率，起到关键作用的情况高达80%以上，并且根据相关要求，各种电压等级的线路都应该选择安装自动重合闸。实践证明，这是一种很有效的措施，也为线路的顺利运行和正常供电提供了有力保障，当然，在此基础上，加上认真负责的即时故障巡视，那就更加可以消除安全隐患了。
2.5 加强线路绝缘
有些特殊的地方需要采取大跨越高杆塔的方法架设输电线路，这样一来遭雷击的可能性就大大增加了。在某些海拔比较高的地区以及雷活动比较频繁的地区，这种情况也比较常见。在高杆塔上增加绝缘子串来加强线路绝缘有助于降低线路跳闸率。
3、结束语
总而言之，为了线路安全，为了人员安全，也为了避免浪费更多的物力财力，在架设输电线路时一定要做好充分的防雷措施，要根据实际情况，选择合适有效的防雷方法。
参考文献：
[1]杜澍春，高压输电线路防雷保护的若干问题[J].2001，01.
[2]林世冶，输电线路防雷措施探讨[J].福建水利电力职业技术学院，2010，12.
[3]陈金贵，输电线路防雷措施的技术探讨[J].贵州顶效经济开发区顶效电力公司，2010，09.
[4]余松涛、杨立军，高频保护通道故障分析及处理[J].湖北电力，2009（04）.
作者简介：张娜（1991.1.19），女，学历：燕山大学自动化学士，单位：邯郸市睿智电力工程设计有限公司，研究方向：输变电
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