贾成林
内蒙古鲁电蒙源电力工程有限公司 内蒙古 呼和浩特 010000
摘要：110kV的输电线路在当今社会的电力系统中发挥着至关重要的作用，由于110kV的输电线路多在高空和山区中架设，存在着许多不安全的因素，很容易遭受鸟粪、污秽物附着、雷电等不安全因素的影响，从而导致线路跳闸、短路等电网事故的发生。所以说防雷技术与降低接地电阻可以增强架空线路安全性，提高综合防雷技术，降低对110kV输电线路的维护费用。因此110kV输电线路综合防雷技术与降低接地电阻的设计至关重要。
关键词：110kV输电线路 防雷技术 接地电阻
一、110kV输电线路遭受雷击原理以及降低铁塔接地电阻的必要性
110kV输电线路对整个电网系统中起着至关重要地位，在社会中也起着重要作用，能够促进社会经济的发展，提高人们的生活水平。110kV一旦发生事故，可能导致大面积停电，造成重大经济损失，因此110kV输电线路的安全也十分重要。110kV输电线路现在已经广泛使用，但在使用过程中经常受到雷击导致的架空输电线路事故。而雷电属于自然现象，雷云放电一般在云中或者是云间进行的，只有很少一部分电子会对地发生，而雷云相对于其他云较低，再加上110kV输电线路的周边没有任何的带其他电性的电荷云层,这样110kV架空输电线路就会对带电雷云造成吸引，雷云集聚足够多的电荷后雷云电子被吸引且会形成电流，这些能够在很短时间内达到最大值,之后再逐渐的衰减下去,其冲击波陡度和雷电流幅值也会到达最大值。当铁塔接地电阻没有较大时，雷击塔顶时将导致塔顶电位较高，塔顶电位Uk=Ik×R×a。其中：Uk-塔顶电位；Ik-雷电流；R-铁塔接地电阻；a-雷电流冲击系数。这个电压Uk足够高时，可以击穿空气，雷电流向导线释放。再加上绝缘子表面脏污，导通电流不能及时恢复绝缘强度时，形成持续性放电，最终导致跳闸和引发一系列的事故。这个雷击后电流也会通过输电线路的铁支架传递到地面，可能对当地的居民也会造成一定的危害。雷击不仅仅是雷击塔顶这一种，还有雷电的直击和绕击。雷电流直接击中导线，雷电流将沿导线两端释放雷电流，一般110kV架空线路都架设避雷线，雷电流直接击中导线的概率相对较低，雷电直击避雷线档距中间部位所产生的电位相当于其他两种较低，绝缘子串两端所产生的电位也较低，所以反击几率也比较小。相比较以上两种雷击方式，雷电直击其杆塔顶部位时易使塔身对地产生较高电位差，绝缘子串两端也会产生较高电位，很容易发生闪络等危险情况。雷电绕击导线的几率十分低，但由雷点绕击杆塔顶部会导致绕击跳闸，这种情况下多发生在着山沟顺风的地方，因为海拔较高的地段阶梯型雷云往往会比杆塔更高，雷电容易直击杆塔顶。雷击方式也会受山坡角度、杆塔高差及土壤电阻高等各种因素的影响，所以说110kV的输电线路会遭受雷击。而防雷与接地电阻技术是为了防止110kV的输电线路受到雷击，线路会首先出现跳闸的现象、一些有关的设备也会造到损坏，不仅如此，因为110输电线路会使地面带电威胁到周围居民的生命和财产的安全，因此防雷与接地电阻技术是十分必要的。
二、110kV输电线路综合防雷的措施
110kV输电线路的雷击方式一般有以下三种：直接雷防护、绕击雷防护和感应雷防护。这些雷击方式需要结合不同地形、海拔、气象条件、杆塔高度等制定有效的防雷措施。
（1）在避雷线不接入变电站构架的情况下，采用在变电站进站侧的终端塔以及门型构架上安装避雷针、降低终端塔接地电阻等防雷措施。
（2）采用新型的绝缘子或增加绝缘子片数增加导线对塔身的空气间隙来防止雷电流过大导致的直击雷、绕击雷、感应雷导致的跳闸事故。尤其是在高海拔地区、雷暴日较高地区绝缘材料的选择或增加绝缘子片数是十分重要的，它不仅影响架空输电线路正常运行的绝缘性能，而且也能在起到很好的防雷效果。
因此根据不同海拔、不同地区、不同气象条件选择合适的绝缘子类型以及绝缘子数量是十分重要的，根据不同地区输电线路的运行经验选择合适的绝缘子类型及绝缘子数量，既可以满足安全运行以及防雷要求，又可以控制工程造价，取得优良的经济性。例如在某工程110kV架空输电线路经过海拔700-800米地区，不同高度杆塔选择相同型号的绝缘子数量有所不同，铁塔高度为40米时选择8片绝缘子，而铁塔高度为60米时通过计算要在该塔上加装10片绝缘子才能起到较好的防雷效果。在整个设计过程中按不同高度杆塔采用差异化设计可以取得较好的经济性。
（3）降低杆塔接地电阻。由雷击塔顶时产生的电位Uk=Ik×R×a得知，想要降低塔顶电位可以通过降低接地电阻R来降低塔顶电位Uk。在山区进行输电线路设计时，一定要收集好当地气象条件，如温度、覆冰、风速、雷暴日等，另外在做地勘时要对高土壤电阻率地区进行特殊化设计。比如在石头较多的地方可以采用引外接地、换土、加接地模块等措施。尽可能的将接地电阻降低到合格范围内。在施工时。垂直接地极布置尽量选择大于5米间隔布置。
（4）做好后期的维护工作。后期的维护工作也很重要，因为在后期可能出现雷击后绝缘皮软化、分化等现象。也要对设备进行定期的维护和检查。
三、110kV输电线路接地电阻的设计
110kV输电线路接地电阻的设计是防雷的关键。接地电阻可以保证纵向的电压降低,较小的流失量、良好的经济价值，也可以保证周围的居民不会形成跨步电压，保证周围居民的生命安全。
（1）架设耦合地线。这种方法从操作上来看，就是在输电线的导线的下面，多加一根用于接地的导线，用这种方法来提高抗雷击的能力，同时也避免输电线路出现反击跳闸的现象。一般情况下，这种措施的使用只是针对接地电阻比较高的输电线路。借助耦合地线，可以加强导线与地线两者的耦合效应，当出现雷击现象出现时，线路上就不能够产生更强的感应电压了，以此缓解绝缘子串自身受到的冲击电压，保证了其安全工作，其次，能够减小铁合金杆塔的分流系数，当前接地电阻的数值达到一定界限之后，来自雷电的电流会由接地装置来散流，然后传输到大地，缓解塔的电压，增加抗雷击的能力。还有一点值得注意的是，在输电线两边的耦合地线，能够加强地线的屏蔽性能，这将能够有效地避免雷电绕击事故的产生。在铺设耦合地线时，有很多技术环节都需要注意这个问题，比如要精准设置杆塔结构等。
（2）要降低杆塔接地的电阻。进行雷电防护的主要措施就是要降低杆塔接地电阻，具体来讲就是要减小杆塔的冲击接地电阻（R×a），来提升抗雷击的能力，进而完成输电线路的抗雷能力。从原理上来分析，该技术就是在硬件上优化接地电极的外形和改变埋入深度、更换接地土壤等影响因素，来对接地电阻值进行修改。降低杆塔接地的电阻有两种方法水平外延接地和深埋式接地，水平外延接地一般指针对特殊的情况（就是该区域有水平放射的情况），虽然可以有效的降低接地电阻，但这样会提高成本。深埋式接地适用于土地电阻率十分低的时候，当土地条件允许的情况下，运用科学技术适当的加入降阻剂（现在采用新型的高分子骨架降阻剂），另外还可以通过接地模块降低接地电阻，这种方法也可以有效的降低接地电阻。
结束语：综上所述，110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计至关重要。我国的电力的事业正在高速的发展，故而，相关的部门应该重视这方面，雷击是常见的自然现象，它也是影响110kV输电线路的主要原因，相关部门要积极发展新型的绝缘材料，创造新方法，让这些技术运用110kV输电线路上，使其更好的造福人类，降低其带来的危害，要充分运用防雷技术与接地电阻技术。
参考文献：
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