广东电网公司河源供电局 广东河源 517000
摘要：在输电线路遭受雷击时，雷电会对输电线路造成过电压冲击，破坏输电线路的绝缘，使其出现闪络的现象，严重时可能会导致输电线路发生相间短路或者对地短路的故障，进而导致事故跳闸。为了减少雷击跳闸，提高线路供电可靠性，常用的防雷措施有调整地线保护角、减小接地电阻、装设避雷器、装设并联间隙、装设耦合地线、加强线路绝缘、平衡高绝缘、杆塔上加装避雷针。对于运行的输电线路，应从线路实际状况、设计参数、雷击跳闸率运行值以及雷击跳闸（重合不成功）是否会造成系统风险等情况出发，通过对线路及杆塔的原防雷设计参数和雷击风险进行评估，明确防雷设计薄弱环节和运行风险，对照最新标准规范制定相应防雷改造方案，并确保方案技术可行、经济较优，最后严格落实，实现设计、运行、改造的闭环控制。
关键词：输电线路；500kV输电线路；防雷；分析；措施
0 引言
500kV甲福甲乙线在投运一年期间频繁跳闸，给电网稳定运行带来极大压力，降低500kV甲福甲乙线线路跳闸率成为一个亟待解决的问题。本文从线路环境、实际状况、设计参数、雷击跳闸率运行值等方面分析，对照最新标准规范给出了几个防雷建议。
1 500kV甲福甲乙线线路概况
500kV甲福甲乙线于2018年6月30日投产，由甲湖湾电厂至500kV福园变电站，由惠州局、河源局及汕尾局共同管辖，全长191.129km，共378基杆塔，其中河源段81.703km，161基杆塔，杆塔区段为#170-#330塔。河源段全线地形为高山，处于多雷区，该线路全线双回同塔架设，500kV甲福甲乙线反击耐雷水平为142-162kA，绕击耐雷水平为22-24kA。
2 500kV甲福甲乙线雷击跳闸情况
500kV甲福甲乙线从2018年6月30日投产至2019年6月30日一年期间，双回路全线跳闸7次，全部为雷击绕击跳闸。表1为500kV甲福甲乙线投运一年期间跳闸明细表。
表1.500kV甲福甲乙线投运一年期间跳闸明细表
3 雷击跳闸原因分析
3.1 绕击与反击占比及分析
（1）从上述表1《500kV甲福甲乙线投运一年期间跳闸明细表》可以看出，500kV甲福甲线、500kV甲福乙线绕击/反击占比均为100%。
（2）绕击和反击定义：输电线路中常见的雷击过电压有两种，一是感应雷过电压，二是直击雷过电压，感应雷过电压一般伤害较小，主要防备的是直击雷过电压。直击雷过电压中直接击中塔顶就是常说的反击雷，绕过避雷线击于导线的就是绕击雷。
3.2 线路绝缘配置及分析
设计上指出，500kV甲福甲乙线考虑到为同塔双回线路，存在两个回路同时遭受雷击闪络的可能性，而双回路同时跳闸将对电力系统产生较大的冲击，严重影响系统的可靠性。根据国内外的经验及参照南方电网公司《110kV～500kV输电线路杆塔标准设计》（V1.0版），对本线路的同塔双回线路采用平衡高绝缘设计，以降低双回线路同时遭受雷击闪络跳闸的可能性，提高线路运行的可靠性。但本线路为雷击多发区，只能减少遭受雷击闪络跳闸的可能性，不能完全避免。
3.3 线路保护角设计及分析
保护角定义：避雷线又叫架空地线，它可以用于保护狭长设施，避雷线的保护范围通常以避雷线和外侧导线间连线与垂直线的夹角即为保护角，保护角一般不大于25°，保护角越小越可靠。500kV甲福甲乙线设计时其保护角都小于零，可靠性已达到很大，但如果频繁经受雷击也会出现雷击跳闸现象，因500kV甲福甲乙线在受雷击频繁区，应该额外加强避雷措施。
3.4 线路耐雷水平及分析
本工程的同塔双回线路采用平衡高绝缘设计的具体做法是在单回路高绝缘配置的基础上加强绝缘，提高10%的绝缘水平，即悬垂绝缘子串在原配置28片单片高度为155mm绝缘子的基础上再增加3片绝缘子，达到每单联不小于31片单片高度为155mm。
500kV 甲湖湾电厂至福园送电线路工程的绝缘子，绝缘长度取4805mm。对于复合绝缘子亦采取与盘形绝缘子相当的雷电过电压绝缘强度，采用最小电弧距离达4300mm的加长型复合绝缘子，其正极性雷电冲击50%闪络电压与上述的31片盘形绝缘子串相当。
3.5 接地电阻检测及分析
2018年线路现场验收过程开展了接地电阻测量，测量结果发现，接地电阻均在设计电阻范围内，即小于20Ω或12.5Ω，每次雷击跳闸后测量雷击跳闸杆塔的电阻值均小于10Ω。
3.6 线路绝缘子生青苔
根据雷击现场核查发现，500kV甲福甲乙线有69基直线塔使用U210BP/170D玻璃绝缘子，该型号绝缘子上表面水平，无弧度，较钟罩型绝缘子易积水，本线路杆塔均在高山地区，常年云雾缭绕，绝缘子长期处于潮湿环境，绝缘子有青苔生长的现象。青苔生长在绝缘子表面，苔类植物容易吸收空气中的水分和无机盐，使其表面形成一层导电层，将进一步破坏电力设备绝缘强度，以至在长时间的雨雾潮湿天气中，极易发生事故。
3.7 线路杆塔与海拔高度及分析
500kV甲福甲乙线输电线路大多数建设在沿山顶半山坡、跨大沟处等地位置复杂的自然条件下，海拔平均高度在600米以上，在夏季空气对流情况多变，极易形成雷电荷的积雨云，当带电荷的云层逐渐移动至较低位置时，将会进一步向输电线路移动，且杆塔平均高度大于60米，地面的屏蔽效果很差。而雷云可能从正上方或者侧面方向向导线和地线放电，形成绕击线路，导致线路跳闸，这就是500kV甲福甲乙线易遭受雷击的原因。
3.8 其他防雷措施安装情况
（1）甲福甲乙线线路架设双地线（2根OPGW光缆）。直线塔及耐张塔地线对边导线的保护角均小于0°；
（2）甲福甲乙线杆塔上两根地线之间的距离，不超过地线与导线间垂直距离的5倍。
3.9 分析结果
从以上分析可以看出，500kV甲福甲乙线雷击跳闸的主要原因是处于多雷区，线路附近雷电现象频繁，地形为高山，本身杆塔高度很高，地面对导线的屏蔽效果差，尤其是下相导线更易被雷电绕击，从雷击跳闸结果也可以看出，河源局3次跳闸均为下相导线跳闸。其次是绝缘子表面生长青苔，降低了线路耐雷水平。
500kV甲福甲乙线绝缘子采取平衡高绝缘，本身耐雷水平比较高，双地线采取零保护角，逐塔接地，且杆塔接地电阻普遍合格，所以本线路防反击的措施比较充裕，改进措施可主要围绕防雷电绕击跳闸。
4 500kV甲福甲乙线防雷改进措施（建议）
4.1 安装线路避雷器
依据《架空输电线路防雷技术导则（试行）》6.3.2条线路避雷器应用的主要原则第三条：中雷区及以上地区全高100m及以上的高杆塔，经雷击风险评估为Ⅲ级及以上，可安装线路避雷器。500kV甲福甲乙线地处多雷区，全线雷击风险Ⅳ级，有23基全高超过100m，可安装避雷器。
4.2 架设可控放电避雷针
依据《架空输电线路防雷技术导则（试行）》关于可控放电避雷针的说明，500kV甲福甲乙线绕击跳闸率高，反击耐雷水平较高，可试点安装横担避雷针，相应杆塔接地电阻需进一步改善。
4.3 架设旁路避雷线
旁路避雷线可补充避雷线的保护死角，极大程度降低雷电绕击导线的可能性，但缺点也很明显，造价太高。可作为备选方案，在大档距，高海拔的部分区域，档距太长，杆塔的引雷效果不明显；导线下方大多为峡谷，地面屏蔽效果差；避雷线的保护区域缩小，可增设旁路避雷线加强保护。
5 结语
目前，输电线路的防雷措施有很多，有减少保护角、降低接地电阻、加强线路绝缘、架设耦合地线、旁路避雷线、安装避雷器、并联间隙、避雷针。但经上述分析，较适用于500kV甲福甲乙线当前情况的有四种：清扫绝缘子、安装避雷器、安装避雷针、架设旁路避雷线。
参考文献：
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[4]防霉、防青苔型防污闪涂料原理和可能的应用[J].赵悦菊，滕济林，王建辉，王国刚，张淼，吴鹏.南方电网技术.2014（03）
论文作者:文望
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 甲乙论文; 避雷线论文; 过电压论文; 地线论文; 《基层建设》2019年第24期论文;