110kV交流输电线路的防雷保护设计_开题报告

  (一)国内研究现状

110kV交流架空输电线路雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此，寻求更有效的110kV交流线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。综合近期我国有关的研究文献来看，主要存在以下观点：

张永伟在《110KV输电线路的防雷保护问题研究》认为，当雷电击中电力线路时，雷电流需经过电力线路泄入大地。即使雷电没有击中电力线路，当雷击发生后，导线上感应的异常电荷失去束缚，向导线两则流动，这些电流通过线路侵入变电站或袭击电气设备，在设备上形成过电压。当过电压高于设备的额定雷电冲击耐受电压时，设备就会损坏。

在实际的110kV输电线路的防雷中，经常采取的措施有架设避雷线、尽可能地降低杆塔的接地电阻、提高线路的绝缘水平、采用负角保护、减小地线的屏蔽角、安装线路型避雷器等。诸多方法都有利弊，根据具体情况而定。如:对于线路途经山区，且土壤的电阻率高，并且还处于易击段或易击杆塔的线路，这种情况下，采取降低杆塔的接地电阻的方法很困难。而提高线路绝缘水平，容易受杆塔结构及地形限制，增加投资，降低线路的经济效益。

西安电瓷研究所曾与广州电力工业局合作， 在雷电活动频繁的220kV韶郭线上安装了防雷用线路型避雷器，并根据不同安装方式下， 对耐雷水平进行了计算，并经过两年的跟踪运行，证实线路型避雷器的防雷效果较好， 能够提高线路的耐雷水平。

目前110kV输电线路本身的防雷措施主要依靠架设在杆塔顶端的架空地线，其运行维护工作中主要是对杆塔接地电阻的检测及改造。由于其防雷措施的单一性，无法达到防雷要求。

而推行的安装耦合地线、增强线路绝缘水平的防雷措施，受到一定的条件限制而无法得到有效实施，如通常采用增加绝缘子片数或更换为大爬距的合成绝缘子的方法来提高线路绝缘，对防止雷击塔顶反击过电压效果较好，但对于防止绕击则效果较差，且增加绝缘子片数受杆塔头部绝缘间隙及导线对地安全距离的限制，因此线路绝缘的增强也是有限的。而安装耦合地线则一般适用于丘陵或山区跨越档，可以对导线起到有效的屏蔽保护作用，用等击距原理也就是降低了导线的暴露弧段。但其受杆塔强度、对地安全距离、交叉跨越及线路下方的交通运输等因素的影响，因此架设耦合地线对于旧线路不易实施。

目前，110kV交流输电线路仍采用“堵塞”型的防雷保护思想，所采取的保护措施有：架设避雷线，降低杆塔接地电阻，加强绝缘，采用不平衡绝缘，架设耦合地线，安装线路型避雷器等。这些防雷保护措施均有其优缺点：架设避雷线对减少雷电绕击导线的概率和提高反击耐雷水平有非常重要的作用，但无法完全避免绕击或侧击；降低杆塔接地电阻对减少雷击反击跳闸率有决定性作用，但超过耐雷水平的雷电流仍将引起线路跳闸，且高土壤电阻率地区难以降阻；加强绝缘受杆塔尺寸及投资的限制，无法理想地降低雷击跳闸率；安装线路型避雷器，保护效果极佳，但由于投资巨大、重量重、安装拆卸运输不便、预试不确定因素等原因，难以大面积采用，

因此研究不受条件限制的线路防雷措施就显得十分重要，将安装线路避雷器、降低杆塔接地电阻、进行综合分析运用，从它们对防止雷击形式的针对性出发，真正做到切实可行而又能收到实际效果。

（二）国外研究现状

国外防雷保护的发展现状，经过几十年的摸索和总结，为了尽可能地减少雷击所导致的事故，提高110kV输电线路及供电的可靠及安全性，提出了很多关于如何更好的进行防雷的分析方法和具体措施。

其防雷保护大体上经历了四个阶段。第一阶段，由于当时输电线路的电压等级比较低，人们考虑的主要是以防止感应雷为主，主要采取了架设地线，并且想通过这种方法提高导线与地线的耦合系数，以减小线路上的感应过电压。

第二阶段主要是以防止雷电直击输电线路为主，这一阶段，人们对雷电有了更深的了解，同时也系统归纳了表征雷电的参数，并开始意识直击雷是电压等级较高的输电线路，如110kV, 220kV、特高压输电线路发生雷击的主要原因，多年的实践证明，直击雷过电压是线路发生跳闸，引发事故的主要原因，而感应过电压一般情况下则不会使绝缘子串发生闪络。因此，业界很多国家对雷电都进行了大量的观察研究，并在此基础上提出了用行波理论来计算绝缘子串两端电压的方法。

第三阶段人们对以前的防雷计算方法和得到的研究数据重新进行评估，输电线路的防雷研究有了很大的发展，从而也在线路的理论分析、 现场实测以及模拟试验和运行经验等方面有了极大提高。 第四阶段模拟试验、现场实测、概率统计方法和计算机进行了密切联系，使得现在的防雷保护在理论和实践上都有了大幅提升。

随着输电线路的电压等级的逐步提高，多年的实践证明，直击雷过电压是线路发生跳闸，引发事故的主要原因，而感应过电压一般隋况下则不会使绝缘子串发生闪络。因此，业界很多国家对雷电都进行了大量的观察研究，并在此基础上提出了用行波理论来计算绝缘子串两端电压的方法。美国AEP 和GE公司很早就开始研制用于线路防雷的线路型避雷器，线路型避雷器在结构上采用了环氧玻璃筒包裹阀片，筒外套上橡胶裙套。在线路上电线路上装设线路型避雷器，连续多年观察实验，最终从这些线路型避雷器的实际的运行中获得了大量的实用资料和安装、运用经验。

^范文提纲

前言

第一章、雷电的产生

第二章、雷电对电力线路的危害

2.1雷电的破坏

2.2雷电的描述 

第三章、目前常用的110kV输电线路防雷情况

3.1 110kV输电线路经常跳闸原因

3.2 110kV输电线路防雷措施

3.3 110kV输电线路安装避雷器

3.4 降低杆塔的接地电阻

第四章、防雷的改进措施

4.1 110kV线路的基本情况及改造情况

     4.2外绝缘的改善

4.3避雷器的运行状况及分析

4.4小结

第五章、防雷的新思路

5.1 110kV架空输电线路现行防雷保护现状及评价

5.2 “疏导”型思想的防雷保护

5.3绝缘子并联间隙防雷保护的可行性

     5.4  雷电定位系统

第六章、110kV输电线路防雷设计措施

     6.1降低杆塔接地地阻

6.2 110kV输电线路路径合理选择

6.3 110kV输电线路避雷线的架设

6.4强化110kV输电线路绝缘水平

结束语

参考和引用文献

致谢

三、

参考和引用文献

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