摘要：本文以某电站220KV早成线为研究课题，对雷击故障的计算方法进行一定程度的分析，进而总结出一些防绕击为主的防雷方法，分析出220KV早成线输电线路中的一些有效的防雷措施。
关键词：超高压输电线路；防雷；绕击
输电线路的可靠性会受到雷击情况的影响，在我国的高压输电线路正常工作的过程中雷击事故造成超高压输电线路跳闸的事故占比达到百分之四十到百分之七十。通过对实际的一些经验进行总结可以发现在当前500KV以下电压等级的输电线路出现的一些雷击事故主要是由于雷击杆塔和避雷线引起的反击，而在500KV以上的超高压和特高压输电线路中的雷击跳闸现象的主要原因是绕击情况。寻求有效的策略提高超高压输电线路的防绕击性能是当今电力行业发展过程中的重要任务。
一、实际案例分析
1、故障情况
2、由于雷雨天气的出现，在该220千伏早成线的A相出现跳闸情况，重合成功，两侧两套纵联保护动作起到作用，330千伏成县变的测距为十一点五千米，变测距离为二十二点三千米。通过对该电站所处省份的雷电定位系统路线雷电查询结果进行分析可以发现，在当天的十二点二十四到十二点三十四这个时间段该220KV早成线附近一共出现了25处落雷点，在对现场进行查找可以发现在该220千伏早成线二十三号塔A相上面存有明显的放电痕迹。
3、故障计算
该220千伏早成线的总长度达到37.426千米，这个线路有四分之三的线路都处在山区位置，另外的四分之一在平地。220KV早成线的二十三号直线塔的塔型为ZM2，呼高达到四十二米，全高为五十六点四三米。雷塔的电感为28.215μH，分流系数为0.88，雷击杆塔顶部时候的电晕系数为一点二八，导线的平均高度达到二十三点九五米。避雷线的平均高度大约四十四点四二米，冲击接地电阻的阻值为八点五欧姆，边相导线保护角的度数为五点四一。应用的绝缘子为FC160P/170型号，绝缘子的串长为四点七一四米，装置为单串装置，铁塔的位置处在斜山坡，山坡的倾角度数为四十度，所在耐张段为二十一号到二十六号，档间距为2337米，二十二号塔和二十三号塔之间的档距是四百九十七米，二十三号和二十四号的档距为二百五十一米，二十三号塔的阻值为八点五欧姆。
2.1、临界击距和临界电流的计算
在对线路绕击进行分析的过程中大都会使用电气几何模型的方法，其具体的基础是击距的大小和雷电流幅值，雷电先导头部的电位对具体的击距有着一定的影响，所以也与先导通道内的电荷密度有关。
其中rh代表发生绕击的临界击距，hd代表导线的平均悬挂高度，hb代表避雷线的平均悬挂高度，α所代表的是导线保护角的度数。
临界电流采用的公式为rk=8Ik0.65，通过该式可以求出Ik为63.45KA，式中的Ik表示绕击的临界电流值。由上可以判断出当电流幅值超过63.45KA的时候部会发生绕击。
2.2、杆塔绕击闪络校验
发生绕击的过程中导线上的电压会因为雷电流幅值的增加而变大，如果所产生的电压超过了线路绝缘子冲击闪络电压的时候绝缘子就可能发生闪络的情况。
二十三号段线路的最小绕击电流的表达式为2U50％/Z=2×2306.62/280=16.476KA。其中Z所表示的是导线的波阻抗，所取的数值为二百八十欧姆，U50％表示的是在绝缘子串的50％放电电压，其中二十三号塔的绝缘子U50％数值为2306.64KV。
所以在该220千伏早成线的二十三号段线路的最小绕击电流的数值为16.476KA。由上可以发现发生绕击闪络的必要条件是Imin小于Ia小于Ik，在这种情况下杆塔有发生绕击的可能。
2.3、雷击杆塔耐雷水平校验
为了对上述的判断进行验证，需要该220千伏早成线二十三号塔的反击耐雷水平进行计算。得出当Iα的数值在部小于117.36KV的时候会发生反击。
4、故障分析
根据二十三号杆塔的地貌和线路接地电阻，对上述情况进行计算可以得到在电流数值在16.5KV到63.5KV的范围之内时会发生绕击，在雷电的数值大雨117.4KA的时候会发生反击的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在雷电定位系统显示线路的故障前后此地的雷电活动比较频繁，故障杆塔的接地电阻数值较小，故障发生在线路边相A相，其地貌特征为典型的雷电绕击，据此可以判断出该220千伏早成线的故障是由于雷电绕击A相导线引起的。
二、防雷措施分析
导致雷击跳闸现象出现的具体原因有地闪密度、线路保护角等，制定有效的防护措施降低部分因素对线路雷击跳闸情况带来的影响，在当前情况下在当前超高压架空线路上应用的防护措施主要有：减小线路保护角，减小杆塔接地电阻的数值，提高线路的绝缘水平，适当的加装保护间隙，架设耦合地线和旁路地线，安装避雷针等措施。这些防雷措施都有着各自的不同特点，根据该220千伏早成线特征采用针对性的防护措施进行防护。
1、减小保护角
在线路保护角不断变小的过程中线路的绕击率也会下降，采用减小保护角的措施能够有效的降低绕击跳闸出现的概率。但是这种方法在对已建线路的保护角进行改变的时候可行性较差，该220千伏早成线的保护角在15度以下，应用减小保护角的措施技术经济性较低，所以不考虑这种办法。
2、降低杆塔接地电阻
这种方法是一种基本的防反击措施，通过降低杆塔的接地电阻能够实现雷击塔顶电位的降低，进而是线路的耐雷水平得到一定的提高，由此来避免反击事故的出现。用来降低杆塔接地电阻的方法可以选择利用接地电阻降阻剂来降低杆塔接地电阻的方法。而对于该220千伏早成线最先要考虑的是解决绕击问题，因此这种方法也不合适。
加强线路绝缘水平
这种方法能够提高线路的耐雷程度，并且能够增加绝缘子U50％的放电电压，进而提高线路的耐雷水平。但是由于该220千伏早成线本身的绝缘水平极高，所以并不考虑这种措施。
加装保护间隙
这种方法的目的是在雷击发生的时候通过对电弧闪络来保证绝缘子不受损坏，以此来有效的降低线路出现雷击事故的概率。但是在电站所在地电网雷击跳闸发生的概率较高的情况下，这种方法部适合大范围的推广，所以不能考虑这种措施。
3、架设耦合地线
这种方法的作用主要有增大避雷线和导线之间的耦合系数以及增大雷击塔顶的时候向相邻杆塔进行分流。但是由于这种方法的运维工作量和难度都比较大，并且造价较高，所以暂时不考虑这种方法。
4、架设旁路地线
这种方法是通过增强对导线的屏蔽作用，来降低雷电绕击。但是这种方法要另外架设一些杆塔和导线，造价更高，所以这种方法也部合适。
5、安装塔头避雷针
这种方法是在塔头位置安装可控的放电避雷针，能够有效的提高杆塔的引雷能力，强化杆塔对附近导线雷电的屏蔽能力。这样能够有效的降低雷电绕击导线的该路，降低绕击跳闸出现的概率。
结束语
结合防雷策略进行综合分析，一定要保证重点的防雷措施具有极强的可操作性，由于安装线路避雷针和安装可控放电避雷针无论是从经济层面还是技术层面都有一定的可行性，所以总结出这两种有效的方法。
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作者简介
秦国胜，（1978-），男，甘肃陇南人，技师，输电线路运维研究。
闫会林，（1974-），男，甘肃陇南人，技师，输电线路运维研究。
论文作者:秦国胜, 闫会林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：线路论文; 杆塔论文; 雷电论文; 二十论文; 导线论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2018年第12期论文;