论文部分内容阅读
摘 要：雷电是自然界一种极为常见的现象。对于我国而言，在电力工业建设发展速度持续提升的背景作用之下，输电线路，特别是110kv输电线路的覆盖面正呈现出极为显著的发展趋势，由此也导致雷击作用力影响下110 kV输电线路运行事故有所加大，经济效益及社会效益的发挥受到了一定程度上的阻碍。对110 kV输电线路进行合理且有效的防雷设计处理，其重要意义是可想而知的。该文首先分析了110 kV输电线路遭受雷击的产生机理以及输电线路防雷设计的基本思路，进而从路径选择、避雷线架设以及绝缘水平提高这几个方面，针对输电线路防雷设计的几大关键措施进行了详细分析与研究。
关键词：110 kV输电线路 防雷设计 产生机理 线路路径 避雷线 分析
Abstract: Natural lightning is a very common phenomenon. For China, under the background of continued ascension, the power industry construction and development speed of the transmission line, especially the 110kV transmission line coverage is showing a very noticeable trend, which has led to operation accident of 110 kV transmission line lightning stroke force under the influence of increased, play the economic and social benefits have been degree of obstruction. Lightning protection design reasonable and effective for 110 kV transmission line, its significance is one can imagine. This paper first analyzes the 110 kV transmission lines from the forming mechanism and the basic idea of lightning protection design of transmission line lightning, then from the path selection, erection and lightning line insulation level to improve these aspects, according to several key measures of lightning protection design of transmission line is analyzed in detail and research.
Keywords: 110 kV transmission line, lightning protection design, mechanism, path, lightning line, analysis
中图分类号：TM726
1、 110 kv输电线路防雷设计的必要性分析
作为区域性电能输送与转化作业的核心，110 kV输电线路在实践运用过程中的输配电性能稳定性及可靠性程度备受各方工作人员的特别关注与重视。各种可能会对110 kV输电线路运行稳定性产生不利影响的因素均应当得到及时且有效的排除。相关统计资料数据显示：110 kV输电线路遭受雷击并出现跳闸反应的危害程度同多个方面因素均存在较为密切的关系。在当前技术条件支持下，110 kV输电线路多地处空旷山区或是野地地区，恶劣的自然环境条件使得110 kV输电线路所处运行空间的性能发挥存在受各类型客观因素影响与制约的目的。与此同时，在较大线路距离处于雷击事故高发地带的情况下，雷击现象的产生将极有可能导致110 kV输电线路绝缘子串闪络部件出现损坏或是烧毁问题，由此也可能引发整个110 kV输电线路的瞬时性跳闸停电动作。
2、 110 kv输电线路遭受雷击作用力的产生机理分析
在认识到雷击作用力对110 kV输电线路的危害基础之上，相关工作人员还需要针对雷击作用力作用于110 kV输电线路过程当中对其发生影响的机理，在此基础之上明确与之相对应的防雷设计思路。具体示意图如图1所示。简单来说，整个110 kV输电线路遭受雷击而引发线路运行故障的基本原因可以作如下分析：若果存在内含大量电荷成分的雷云出现在110 kV输电线路输电线路敷设上空，这部分雷云势必会在地面及负载电荷作用力的影响下形成强大的电厂，在雷云不断移动并经过110 kV输电线路杆塔装置的过程当中，较高的杆塔建设高度使其极有可能破坏整个雷电电厂中的空气绝缘形态，由此导致雷云通过输电线路杆塔装置进行放电。在这一过程当中，雷云所含大量电流将直接自空中注入输电线路杆塔装置，并以杆塔装置顶端位置为载体，以电流行波的方式进行放点处理。更为关键的一点在于：在此过程当中所产生的雷击过电压会完全施加于110 kV输电线路杆塔装置绝缘子部件当中。受此影响，一旦杆塔绝缘子部件的闪络电压参数低于电流放电电压参数，则110 kV输电线路架空输电线路将极有可能在雷电作用力影响下出现明显的绝缘性闪络问题。闪络过程中所产生的工频电弧可能会导致110 kV输电线路二次保护系统同时接收到来自于电流互感器装置以及电压装置上的信号，并产生与之相对应的保护动作，此过程当中同样可能导致110 kV输电线路出现瞬时性跳闸问题。
3 、110 kv输电线路的防雷思路分析
在明确有关110 kV输电线路雷击产生机理的情况下，针对整个110 kV输电线路进行防雷处理的前提在于将110 kV输电线路所处地区雷击发生可能性尽量控制在较低范围。与此同时，在雷击问题不可避免的情况下，应当最大限度的确保110 kV输电线路外部绝缘部件所承受过电压参数能够始终维持在最低限度。对于110 kV输电线路防雷设计工作人员而言，应当深入110 kV输电线路运行实际进行系统分析与观察，结合相关部门人员的有效沟通与配合，为110 kV输电线路防雷设计提供必要的数据支持与保障，其目的在于提高110 kV输电线路的整体耐雷水平，在此过程当中确保电网运行的安全性与可靠性。
4、 110 kv输电线路防雷设计关键措施分析
（1）输电线路路径的合理选择：110 kV输电线路进行防雷设计的过程当中，首先要予以关注的是尽可能的将110 kV输电线路的敷设区域划定在该地区雷击现象好发区区域之外。针对110 kV输电线路出现雷击的可能性进行有效控制，从而确保整个输电线路运行的安全性。若受到客观性因素的显著与影响，110 kV输电线路不得不跨越雷击现象好发区的情况下，现场作业人员则应当在日常性维护过程当中针对这一路段进行系统且高效的防护作业。
可以说，对输电线路路径的合理选择一直以来都是110 kV输电线路防雷设计的前提与基础所在。从现阶段我国相关电网运行部门的实践工作经验角度上来说，对于110 kV输电线路而言，比较容易遭受雷击影响的地点往往集中分布在整个110 kV输电线路的局部位置，通常将此类局部位置统称为110 kV输电线路中的“易击区”或是“选择性雷击区”。正确把握这两种易遭受雷击地区在110 kV输电线路路径设计及制定过程中的分布规律可以说是输电线路路径选择的关键所在。一般情况下，“易击区”或是“选择性雷击区”主要分布在以下几类区域中：①.首先是我们所俗称的“雷暴走廊”地区，主要是指处于顺风状态下的峡谷或是河谷地区，以及山区迎风风口位置；②.其次是处于山丘包围状态下的潮湿性盆地地区，此类区域主要是指110 kV输电线路杆塔装置周边的湖泊、水库以及沼泽地等地区；③.再次是部分地质勘查结果显示该区域土壤电阻率参数较低且未形成连续性分布状态的地区，此类区域多以两种形态区域的交界处为集中表现形式。对于110 kV输电线路路径选取而言，涉及較多的有山坡与水稻稻田交界位置、土壤与岩石结构构造交界位置以及地质断层位置等，在此类地区较低的土壤电阻率参数作用之下，雷击产生的可能性始终维持在较高水平；④.再次是部分地质勘查结果显示地下水水位较高或是地下存在导电性矿资源分布区域，判定110 kV输电线路路径选取区域是否属于此类雷击好发地区主要借助于前期地质勘查工作所提供的相关数据信息；⑤.最后是110 kV输电线路杆塔装置所在地区土层结构性分布情况较好，土壤电阻率各测定点测定结果差异性较小且周边植被分布情况较为良好的地区，该区域内雷击作用力的发生往往集中在山丘向阳坡坡面或是山丘顶部突出位置。以上几类“易击区”以及“选择性雷击区”均应当在110 kV输电线路路径选取过程当中有效避免。
（2）输电线路避雷线的合理架设：通过针对110 kV输电线路进行避雷线装置的合理架设处理能够有效防止雷直击导线问题。与此同时，避雷线的安装相对于110 kV输电线路防雷作业还有着如下两个方面的关键作用：首先，避雷线的安装能够针对雷电作用力进行有效分流处理，在此过程当中能够针对110 kV输电线路杆塔位置通过雷电流问题进行有效且合理的大幅度控制，同样也使得杆塔装置塔顶电位参数得到有效控制；其次，避雷线安装过程当中与110 kV输电线路导线所发生的耦合反应使得线路绝缘子位置的电压参数得到了极为有效的控制；再次，110 kV输电线路导线位置的感应电压参数受到避雷线导线屏蔽作用的发挥同样呈现出明显降低作用。
大量的实践研究结果表明：110 kV输电线路电压参数的高低水平与输电线路所选取避雷线装置的实际避雷效果的发挥存在较为显著的正比例相关关系。更为关键的一点在于：较高的线路電压参数往往与避雷线在整个110 kV输电线路造价中较低的所占比重相对应，从这一角度上来说，避雷线的架设应当引入110 kV输电线路全线作业当中。在此过程当中，为确保避雷线应用于110 kV输电线路过程中的屏蔽效果有效加强，其相对于绕机率的合理控制使得雷电无法绕过避雷线而直接击中110 kV输电线路导线。还有一个方面的问题需要重点关注：即避雷线架设安装过程当中边导线位置相对应避雷线的保护角角度也应当作出合理控制（具体控制方式示意图如下图2所示），一般情况下宜将其控制在20 °～30 °范围之内，且做好避雷线的接地处理。
（3）输电线路绝缘水平的强化分析：对于110 kV输电线路而言，输电线路绝缘水平与耐雷水平基本呈现出较为显著的正比例相关关系。从这一角度上来说，为确保实际应用过程中的110 kV输电线路具有合适的绝缘强度，最为关键的方式在于针对输电线路零值绝缘子部件进行合理监测，在此过程当中实现对110 kV输电线路耐雷水平的稳定提升。更为关键的一点在于：在110 kV输电线路的设计过程当中，应当结合各类绝缘子部件的实际性能，针对与之相对应的防雷参数及运行特性进行合理分析。现阶段玻璃绝缘子装置有着不易老化、零值自爆以及耐电弧等多个方面的问题，其应当成为现阶段110 kV输电线路防雷设计过程当中绝缘子的首选原材。
4 结语
对于110 kV输电线路而言，防雷设计并非一蹴而就的，其更多的倾向于一种长期性且复杂性的系统工程，持续提高输电线路的防雷水平对于110 kV输电线路整体运行性能的稳定与可靠而言可谓是至关重要的，其应当引起各方工作人员的充分关注与重视。总而言之，该文针对有关110 kV输电线路防雷设计相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献
[1] 罗剑. 10KV线路单相接地故障分析及处理方法[J]. 企业研究. 2010(20)
[2] 严玲. 浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(08)
[3] 刘鹏程,纪星,邹新. 高原自动气象站100kVA变压器雷击事故分析与应对措施[J]. 科技创新导报. 2011(15)
[4] 陈兰英,朱松涛,董继明,吕勇. 电力调度中心UPS电源的可靠性分析[J]. 中国高新技术企业. 2007(04)
关键词：110 kV输电线路 防雷设计 产生机理 线路路径 避雷线 分析
Abstract: Natural lightning is a very common phenomenon. For China, under the background of continued ascension, the power industry construction and development speed of the transmission line, especially the 110kV transmission line coverage is showing a very noticeable trend, which has led to operation accident of 110 kV transmission line lightning stroke force under the influence of increased, play the economic and social benefits have been degree of obstruction. Lightning protection design reasonable and effective for 110 kV transmission line, its significance is one can imagine. This paper first analyzes the 110 kV transmission lines from the forming mechanism and the basic idea of lightning protection design of transmission line lightning, then from the path selection, erection and lightning line insulation level to improve these aspects, according to several key measures of lightning protection design of transmission line is analyzed in detail and research.
Keywords: 110 kV transmission line, lightning protection design, mechanism, path, lightning line, analysis
中图分类号：TM726
1、 110 kv输电线路防雷设计的必要性分析
作为区域性电能输送与转化作业的核心，110 kV输电线路在实践运用过程中的输配电性能稳定性及可靠性程度备受各方工作人员的特别关注与重视。各种可能会对110 kV输电线路运行稳定性产生不利影响的因素均应当得到及时且有效的排除。相关统计资料数据显示：110 kV输电线路遭受雷击并出现跳闸反应的危害程度同多个方面因素均存在较为密切的关系。在当前技术条件支持下，110 kV输电线路多地处空旷山区或是野地地区，恶劣的自然环境条件使得110 kV输电线路所处运行空间的性能发挥存在受各类型客观因素影响与制约的目的。与此同时，在较大线路距离处于雷击事故高发地带的情况下，雷击现象的产生将极有可能导致110 kV输电线路绝缘子串闪络部件出现损坏或是烧毁问题，由此也可能引发整个110 kV输电线路的瞬时性跳闸停电动作。
2、 110 kv输电线路遭受雷击作用力的产生机理分析
在认识到雷击作用力对110 kV输电线路的危害基础之上，相关工作人员还需要针对雷击作用力作用于110 kV输电线路过程当中对其发生影响的机理，在此基础之上明确与之相对应的防雷设计思路。具体示意图如图1所示。简单来说，整个110 kV输电线路遭受雷击而引发线路运行故障的基本原因可以作如下分析：若果存在内含大量电荷成分的雷云出现在110 kV输电线路输电线路敷设上空，这部分雷云势必会在地面及负载电荷作用力的影响下形成强大的电厂，在雷云不断移动并经过110 kV输电线路杆塔装置的过程当中，较高的杆塔建设高度使其极有可能破坏整个雷电电厂中的空气绝缘形态，由此导致雷云通过输电线路杆塔装置进行放电。在这一过程当中，雷云所含大量电流将直接自空中注入输电线路杆塔装置，并以杆塔装置顶端位置为载体，以电流行波的方式进行放点处理。更为关键的一点在于：在此过程当中所产生的雷击过电压会完全施加于110 kV输电线路杆塔装置绝缘子部件当中。受此影响，一旦杆塔绝缘子部件的闪络电压参数低于电流放电电压参数，则110 kV输电线路架空输电线路将极有可能在雷电作用力影响下出现明显的绝缘性闪络问题。闪络过程中所产生的工频电弧可能会导致110 kV输电线路二次保护系统同时接收到来自于电流互感器装置以及电压装置上的信号，并产生与之相对应的保护动作，此过程当中同样可能导致110 kV输电线路出现瞬时性跳闸问题。
3 、110 kv输电线路的防雷思路分析
在明确有关110 kV输电线路雷击产生机理的情况下，针对整个110 kV输电线路进行防雷处理的前提在于将110 kV输电线路所处地区雷击发生可能性尽量控制在较低范围。与此同时，在雷击问题不可避免的情况下，应当最大限度的确保110 kV输电线路外部绝缘部件所承受过电压参数能够始终维持在最低限度。对于110 kV输电线路防雷设计工作人员而言，应当深入110 kV输电线路运行实际进行系统分析与观察，结合相关部门人员的有效沟通与配合，为110 kV输电线路防雷设计提供必要的数据支持与保障，其目的在于提高110 kV输电线路的整体耐雷水平，在此过程当中确保电网运行的安全性与可靠性。
4、 110 kv输电线路防雷设计关键措施分析
（1）输电线路路径的合理选择：110 kV输电线路进行防雷设计的过程当中，首先要予以关注的是尽可能的将110 kV输电线路的敷设区域划定在该地区雷击现象好发区区域之外。针对110 kV输电线路出现雷击的可能性进行有效控制，从而确保整个输电线路运行的安全性。若受到客观性因素的显著与影响，110 kV输电线路不得不跨越雷击现象好发区的情况下，现场作业人员则应当在日常性维护过程当中针对这一路段进行系统且高效的防护作业。
可以说，对输电线路路径的合理选择一直以来都是110 kV输电线路防雷设计的前提与基础所在。从现阶段我国相关电网运行部门的实践工作经验角度上来说，对于110 kV输电线路而言，比较容易遭受雷击影响的地点往往集中分布在整个110 kV输电线路的局部位置，通常将此类局部位置统称为110 kV输电线路中的“易击区”或是“选择性雷击区”。正确把握这两种易遭受雷击地区在110 kV输电线路路径设计及制定过程中的分布规律可以说是输电线路路径选择的关键所在。一般情况下，“易击区”或是“选择性雷击区”主要分布在以下几类区域中：①.首先是我们所俗称的“雷暴走廊”地区，主要是指处于顺风状态下的峡谷或是河谷地区，以及山区迎风风口位置；②.其次是处于山丘包围状态下的潮湿性盆地地区，此类区域主要是指110 kV输电线路杆塔装置周边的湖泊、水库以及沼泽地等地区；③.再次是部分地质勘查结果显示该区域土壤电阻率参数较低且未形成连续性分布状态的地区，此类区域多以两种形态区域的交界处为集中表现形式。对于110 kV输电线路路径选取而言，涉及較多的有山坡与水稻稻田交界位置、土壤与岩石结构构造交界位置以及地质断层位置等，在此类地区较低的土壤电阻率参数作用之下，雷击产生的可能性始终维持在较高水平；④.再次是部分地质勘查结果显示地下水水位较高或是地下存在导电性矿资源分布区域，判定110 kV输电线路路径选取区域是否属于此类雷击好发地区主要借助于前期地质勘查工作所提供的相关数据信息；⑤.最后是110 kV输电线路杆塔装置所在地区土层结构性分布情况较好，土壤电阻率各测定点测定结果差异性较小且周边植被分布情况较为良好的地区，该区域内雷击作用力的发生往往集中在山丘向阳坡坡面或是山丘顶部突出位置。以上几类“易击区”以及“选择性雷击区”均应当在110 kV输电线路路径选取过程当中有效避免。
（2）输电线路避雷线的合理架设：通过针对110 kV输电线路进行避雷线装置的合理架设处理能够有效防止雷直击导线问题。与此同时，避雷线的安装相对于110 kV输电线路防雷作业还有着如下两个方面的关键作用：首先，避雷线的安装能够针对雷电作用力进行有效分流处理，在此过程当中能够针对110 kV输电线路杆塔位置通过雷电流问题进行有效且合理的大幅度控制，同样也使得杆塔装置塔顶电位参数得到有效控制；其次，避雷线安装过程当中与110 kV输电线路导线所发生的耦合反应使得线路绝缘子位置的电压参数得到了极为有效的控制；再次，110 kV输电线路导线位置的感应电压参数受到避雷线导线屏蔽作用的发挥同样呈现出明显降低作用。
大量的实践研究结果表明：110 kV输电线路电压参数的高低水平与输电线路所选取避雷线装置的实际避雷效果的发挥存在较为显著的正比例相关关系。更为关键的一点在于：较高的线路電压参数往往与避雷线在整个110 kV输电线路造价中较低的所占比重相对应，从这一角度上来说，避雷线的架设应当引入110 kV输电线路全线作业当中。在此过程当中，为确保避雷线应用于110 kV输电线路过程中的屏蔽效果有效加强，其相对于绕机率的合理控制使得雷电无法绕过避雷线而直接击中110 kV输电线路导线。还有一个方面的问题需要重点关注：即避雷线架设安装过程当中边导线位置相对应避雷线的保护角角度也应当作出合理控制（具体控制方式示意图如下图2所示），一般情况下宜将其控制在20 °～30 °范围之内，且做好避雷线的接地处理。
（3）输电线路绝缘水平的强化分析：对于110 kV输电线路而言，输电线路绝缘水平与耐雷水平基本呈现出较为显著的正比例相关关系。从这一角度上来说，为确保实际应用过程中的110 kV输电线路具有合适的绝缘强度，最为关键的方式在于针对输电线路零值绝缘子部件进行合理监测，在此过程当中实现对110 kV输电线路耐雷水平的稳定提升。更为关键的一点在于：在110 kV输电线路的设计过程当中，应当结合各类绝缘子部件的实际性能，针对与之相对应的防雷参数及运行特性进行合理分析。现阶段玻璃绝缘子装置有着不易老化、零值自爆以及耐电弧等多个方面的问题，其应当成为现阶段110 kV输电线路防雷设计过程当中绝缘子的首选原材。
4 结语
对于110 kV输电线路而言，防雷设计并非一蹴而就的，其更多的倾向于一种长期性且复杂性的系统工程，持续提高输电线路的防雷水平对于110 kV输电线路整体运行性能的稳定与可靠而言可谓是至关重要的，其应当引起各方工作人员的充分关注与重视。总而言之，该文针对有关110 kV输电线路防雷设计相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献
[1] 罗剑. 10KV线路单相接地故障分析及处理方法[J]. 企业研究. 2010(20)
[2] 严玲. 浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(08)
[3] 刘鹏程,纪星,邹新. 高原自动气象站100kVA变压器雷击事故分析与应对措施[J]. 科技创新导报. 2011(15)
[4] 陈兰英,朱松涛,董继明,吕勇. 电力调度中心UPS电源的可靠性分析[J]. 中国高新技术企业. 2007(04)