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【摘要】本文首先分析了 110kV 输电线路雷害事故频发的原因，并从 6 个方面论述了 110kV 输电线路可采取的防雷技术，以期能保证输电线路的安全稳定运行。
【关键词】110kV；输电线路；防雷技术
中图分类号：TU856 文献标识码：A
1.110kV 输电线路雷害事故频发的原因
笔者通过对近几年我国电网 110kV 线路的调研，对雷害事故的特征进行了总结，发现杆塔接地电阻、线路单、双避雷线及耦合地线、线路避雷器等与线路耐雷水平有一定的关系。 同时，也总结出了雷害事故频发的原因主要有以下几点：（1）杆塔接地电阻值偏高是线路发生反击事故的主要原因。 从全国各地输电线路发生的雷击事故发现，发生雷击的杆塔，有大约三分之一的杆塔是接地电阻值超标。（2）单避雷线保护是造成绕击事故的主要原因。 尤其在山区，单避雷线的屏蔽范围更加有限，增加了绕击的概率。 （3）耦合地线的架设不合理，只有在部分线路段架设耦合地线，造成了雷击点转移，使耦合地线终端杆（即杆的一端有耦合地线，杆的另一端无耦合地线）成为相对薄弱点而遭雷击。 （4）线路避雷器的安装不合理。 （5）没有准确测量出山区线路杆塔的接地电阻，测量接地电阻方法不对，导致接地电阻超标的杆塔遗漏，进而也就没有即时对接地电阻超标杆塔进行接地降阻改造，给雷击事故带来了很大的隐患。
2.110kV 輸电线路所采取的防雷技术
2.1 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻技术是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种输电线路防雷技术。 降低杆塔接地电阻，当塔顶遭雷击时，塔顶电位升高的程度会降低，绝缘子所承受的过电压程度也会降低，从而使线路的反击耐雷水平提高，有效降低线路的雷击跳闸率。
一般，降低杆塔接地电阻的主要方法有：增加射线长度、采用垂直接地体、采用降阻剂或接地模块降低土壤电阻率等。 即，具体的措施有：
（1）水平外延接地，如杆塔所在的地方有水平放射的地方，则可有效降低工频接地电阻。
（2）深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式，或深埋式接地极。
（3）填充电阻率较低的物质，如附近可以利用的低电阻率的物质，或是施加降阻剂来进行降阻。
（4）采用高效膨润土降阻防腐剂，其可很好地降低接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能。
2.2 在架空线中增加耦合地线
虽然架设耦合地线对于绕击率的减少不能起到作用，， 但杆塔遭受雷击时，可以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率的防雷技术，一般应用在接地电阻较高的线路。
架设耦合地线，一方面耦合地线可以增加导线和地线直接的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压；一方面耦合地线可以降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时， 可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。
但在架设耦合地线时，由于其受到杆塔结构、强度、弧垂对地距
离、地形地貌等因素的影响和限制，在架设时应注意以下几点：
（1）应充分考虑耦合地线与导线的电气距离配合，特别是交叉跨越时的配合。
（2）在导线下面增设的耦合地线，应做好杆塔强度的校核工作。
（3）应按照设计规程要求，在架设耦合地线前，做好耦合地线对地距离的校核工作，以确保人身安全，同时防止送电线路设施的人为破坏。
2.3 在线路中安装避雷器
在线路中安装避雷器，将其与线路绝缘子串并联，提高安装处线路的绕击和反击耐雷水平， 并能够对绝缘子起到一定的保护作用，使其不必遭受雷电的打击。 在安装避雷器时，需明确容易遭雷击的点及段，并选择合适的安装相别。一般，线路避雷器的安装方案的制定应按以下方法和原则：
（1）在安装避雷器时，在防雷设计上应选择多雷区且易遭受雷击的线路段中被雷击频度最大的杆塔（即易击段易击塔）。
（2）安装数量的确定：安装在易绕击相，并根据易绕击的相数确定数量，既提高杆塔的反击耐雷水平又减少绕击跳闸。
2.4 安装侧向避雷针
安装侧向避雷针，可以增强避雷线对弱雷的吸引能力，增加避雷线的保护范围而达到降低输电线路绕击率的一种防雷技术。
一般，侧向避雷针安装方法为：侧向避雷针安装与杆塔横档两侧，对 110kV 线路，侧向避雷针设计长度为 3m，其中固定部分长 1.2m。 设置 3 个有效固定点。 固定点 1 为绝缘子串上方， 横向伸出部分为1.8m。 安装结构示意图见图 1。
图 1
但需指出的是，杆塔安装侧向避雷针后，其引雷效果增大，为了防止反击事故，可增加绝缘子串的片数，提高绝缘子的 50%冲击放电电压值。并要做好装侧向避雷针杆塔接地的降阻处理。实践证明，该措施能有效防止输电线路绕击事故的发生。
2.5 采取合理的绝缘设计以及防雷措施
可以通过对架空送电线路经过地方的污染状况，来对避雷线的绝缘设计进行区分。 在进行防雷设计的时候，应该根据架空送电线路线路所具备的电压，并结合各种气象条件，凭借已有的相关线路的设计经验来判断避雷线所使用的根数，并合理设置避雷线、各个保护角以及档距的中央导线之间的最小距离。
在进行绝缘设计时， 对一些易击线路段的某些杆塔的绝缘配置，还需进一步加强， 即可增加现有线路易击杆塔和耐张塔的绝缘子片数，增加线路电气的绝缘强度。 另外，建议线路绝缘配置做如下设计：
（1）加强易击线路段杆塔的绝缘配置，尤其是近年来多次受雷击的杆塔可以考虑增加一片绝缘子。
（2）耐张杆塔要增加一到两片绝缘子，以提高其耐雷水平。
（3）对大跨越的杆塔或者位于山顶的杆塔，要考（虑增加一片绝缘子，以提高其耐雷水平。
（4）加装了侧向避雷针的杆塔及加装了线路避雷器的杆塔，其绝缘子要加钱绝缘水平，应增加一片绝缘子。
2.6 合理设置放电的间隙
虽然放电间隙的合理设置对于防雷击跳闸没有起到作用，但是当架空线路遭受雷击时，因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故保护间隙首先放电，接续的工频电弧在点动力和热应力作用下，通过并联间隙所形成的放电通道，被引导至电极端头，并固定在电极端头上燃烧，最终借助电动力沿电极端头吹开及消散，从而保护绝缘子免于电弧灼烧。
按照日本 NGK 公司的招弧间隙标准雷电冲击击穿电压 U50%（kV）与保护间隙距离 H（m）的关系公式 U50%=550H+80，可算出当 U50%=584.5kV 时， 间隙距离 917mm， 这就是保护间隙在雷电冲击过电压下与110kV 输电线路绝缘子串进行绝缘配合的间隙距离，即保护间隙两个引弧端头之间的间隙距离应该不大于 917mm。 那么 110kV 的输电线路，其则其绝缘子有 120cm 长，一般选取放电间隙为 70cm 即可。
【参考文献】
［1］谢鹏飞,雷继帅.110kV 输电线路防雷措施探析[J].机电信息,2012（21）.
［2］周朝坚.基于 110kV 输电线路在防雷中的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2011（34）.
［3］陈泽诚.l10 kV 输电线路防雷保护间隙的设计研究[J].科技信息，2007（28）.
【关键词】110kV；输电线路；防雷技术
中图分类号：TU856 文献标识码：A
1.110kV 输电线路雷害事故频发的原因
笔者通过对近几年我国电网 110kV 线路的调研，对雷害事故的特征进行了总结，发现杆塔接地电阻、线路单、双避雷线及耦合地线、线路避雷器等与线路耐雷水平有一定的关系。 同时，也总结出了雷害事故频发的原因主要有以下几点：（1）杆塔接地电阻值偏高是线路发生反击事故的主要原因。 从全国各地输电线路发生的雷击事故发现，发生雷击的杆塔，有大约三分之一的杆塔是接地电阻值超标。（2）单避雷线保护是造成绕击事故的主要原因。 尤其在山区，单避雷线的屏蔽范围更加有限，增加了绕击的概率。 （3）耦合地线的架设不合理，只有在部分线路段架设耦合地线，造成了雷击点转移，使耦合地线终端杆（即杆的一端有耦合地线，杆的另一端无耦合地线）成为相对薄弱点而遭雷击。 （4）线路避雷器的安装不合理。 （5）没有准确测量出山区线路杆塔的接地电阻，测量接地电阻方法不对，导致接地电阻超标的杆塔遗漏，进而也就没有即时对接地电阻超标杆塔进行接地降阻改造，给雷击事故带来了很大的隐患。
2.110kV 輸电线路所采取的防雷技术
2.1 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻技术是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种输电线路防雷技术。 降低杆塔接地电阻，当塔顶遭雷击时，塔顶电位升高的程度会降低，绝缘子所承受的过电压程度也会降低，从而使线路的反击耐雷水平提高，有效降低线路的雷击跳闸率。
一般，降低杆塔接地电阻的主要方法有：增加射线长度、采用垂直接地体、采用降阻剂或接地模块降低土壤电阻率等。 即，具体的措施有：
（1）水平外延接地，如杆塔所在的地方有水平放射的地方，则可有效降低工频接地电阻。
（2）深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式，或深埋式接地极。
（3）填充电阻率较低的物质，如附近可以利用的低电阻率的物质，或是施加降阻剂来进行降阻。
（4）采用高效膨润土降阻防腐剂，其可很好地降低接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能。
2.2 在架空线中增加耦合地线
虽然架设耦合地线对于绕击率的减少不能起到作用，， 但杆塔遭受雷击时，可以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率的防雷技术，一般应用在接地电阻较高的线路。
架设耦合地线，一方面耦合地线可以增加导线和地线直接的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压；一方面耦合地线可以降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时， 可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。
但在架设耦合地线时，由于其受到杆塔结构、强度、弧垂对地距
离、地形地貌等因素的影响和限制，在架设时应注意以下几点：
（1）应充分考虑耦合地线与导线的电气距离配合，特别是交叉跨越时的配合。
（2）在导线下面增设的耦合地线，应做好杆塔强度的校核工作。
（3）应按照设计规程要求，在架设耦合地线前，做好耦合地线对地距离的校核工作，以确保人身安全，同时防止送电线路设施的人为破坏。
2.3 在线路中安装避雷器
在线路中安装避雷器，将其与线路绝缘子串并联，提高安装处线路的绕击和反击耐雷水平， 并能够对绝缘子起到一定的保护作用，使其不必遭受雷电的打击。 在安装避雷器时，需明确容易遭雷击的点及段，并选择合适的安装相别。一般，线路避雷器的安装方案的制定应按以下方法和原则：
（1）在安装避雷器时，在防雷设计上应选择多雷区且易遭受雷击的线路段中被雷击频度最大的杆塔（即易击段易击塔）。
（2）安装数量的确定：安装在易绕击相，并根据易绕击的相数确定数量，既提高杆塔的反击耐雷水平又减少绕击跳闸。
2.4 安装侧向避雷针
安装侧向避雷针，可以增强避雷线对弱雷的吸引能力，增加避雷线的保护范围而达到降低输电线路绕击率的一种防雷技术。
一般，侧向避雷针安装方法为：侧向避雷针安装与杆塔横档两侧，对 110kV 线路，侧向避雷针设计长度为 3m，其中固定部分长 1.2m。 设置 3 个有效固定点。 固定点 1 为绝缘子串上方， 横向伸出部分为1.8m。 安装结构示意图见图 1。
图 1
但需指出的是，杆塔安装侧向避雷针后，其引雷效果增大，为了防止反击事故，可增加绝缘子串的片数，提高绝缘子的 50%冲击放电电压值。并要做好装侧向避雷针杆塔接地的降阻处理。实践证明，该措施能有效防止输电线路绕击事故的发生。
2.5 采取合理的绝缘设计以及防雷措施
可以通过对架空送电线路经过地方的污染状况，来对避雷线的绝缘设计进行区分。 在进行防雷设计的时候，应该根据架空送电线路线路所具备的电压，并结合各种气象条件，凭借已有的相关线路的设计经验来判断避雷线所使用的根数，并合理设置避雷线、各个保护角以及档距的中央导线之间的最小距离。
在进行绝缘设计时， 对一些易击线路段的某些杆塔的绝缘配置，还需进一步加强， 即可增加现有线路易击杆塔和耐张塔的绝缘子片数，增加线路电气的绝缘强度。 另外，建议线路绝缘配置做如下设计：
（1）加强易击线路段杆塔的绝缘配置，尤其是近年来多次受雷击的杆塔可以考虑增加一片绝缘子。
（2）耐张杆塔要增加一到两片绝缘子，以提高其耐雷水平。
（3）对大跨越的杆塔或者位于山顶的杆塔，要考（虑增加一片绝缘子，以提高其耐雷水平。
（4）加装了侧向避雷针的杆塔及加装了线路避雷器的杆塔，其绝缘子要加钱绝缘水平，应增加一片绝缘子。
2.6 合理设置放电的间隙
虽然放电间隙的合理设置对于防雷击跳闸没有起到作用，但是当架空线路遭受雷击时，因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故保护间隙首先放电，接续的工频电弧在点动力和热应力作用下，通过并联间隙所形成的放电通道，被引导至电极端头，并固定在电极端头上燃烧，最终借助电动力沿电极端头吹开及消散，从而保护绝缘子免于电弧灼烧。
按照日本 NGK 公司的招弧间隙标准雷电冲击击穿电压 U50%（kV）与保护间隙距离 H（m）的关系公式 U50%=550H+80，可算出当 U50%=584.5kV 时， 间隙距离 917mm， 这就是保护间隙在雷电冲击过电压下与110kV 输电线路绝缘子串进行绝缘配合的间隙距离，即保护间隙两个引弧端头之间的间隙距离应该不大于 917mm。 那么 110kV 的输电线路，其则其绝缘子有 120cm 长，一般选取放电间隙为 70cm 即可。
【参考文献】
［1］谢鹏飞,雷继帅.110kV 输电线路防雷措施探析[J].机电信息,2012（21）.
［2］周朝坚.基于 110kV 输电线路在防雷中的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2011（34）.
［3］陈泽诚.l10 kV 输电线路防雷保护间隙的设计研究[J].科技信息，2007（28）.