（广东电网有限责任公司云浮供电局 广东云浮 527300）
摘要：本文主要对山区高压线路遭雷击跳闸原因及防雷策略进行分析与探讨，以供同仁参考。
关键字：山区高压输电线路；雷击跳闸原因；防雷策略
一、前言
雷电现象是一个非常复杂的物理过程，雷电电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数万安培。因此，虽然雷电放电时间很短暂（0.01S）左右，但其间却释放出大量的能量。雷电对输电线路系统（线路、杆塔、变电站）的危害，除极强雷电造成的热效应、机械效应将导线击断、变电站设备爆裂等极小概率事件外，主要体现在以下两点：一是导致线路跳闸。雷电过电压引起绝缘子闪络，继电保护装置来不及响应（雷电过电压持续时间短），工频续流沿放电通道继续放电，继电保护装置控制断路器跳闸，正常供电中断；二是雷电波侵入变电站导致变电站一、二次设备损坏。对输电线路系统而言，只要雷击没有造成线路跳闸和变电站设备损坏，就没有形成雷击危害。笔者结合工作实践，对山区山区高压线路遭雷击跳闸原因及防雷策略进行分析与探讨，以供同仁参考。
二、山区高压线路遭雷击跳闸原因分析
云浮，又名石城，为广东省地级市，属于五线城市，位于广东省西部，西江南岸，西面与广西交界。地处北回归线南面，介于北纬22°22′~23°19′，东经111°03′～112°31′之间。云浮市年平均气温22.1℃，历年同比偏高0.4℃；云浮市年平均降水量1546.5mm，历年同比偏多1.2%；年日照时数1478.2小时，历年同比偏少12.0%。4月17日云浮市开汛，略偏晚，前汛期冷空气活跃，多雷雨和局地强降水，后汛期有3个热带气旋影响云浮市。据统计，造成损失的台风年均3至7次，损失严重的年平均1.3次。云浮特殊的地理气候特征，造成了多恶劣气候，多雷害事故。云浮地区从2011年至2016年，每年雷电数及雷击跳闸总数统计，如下表。
从历史数据分析可知，2011年雷击跳闸次数较多，2012年至2014年雷击跳闸次数相对稳定，2015年跳闸数有明显增长。通过在2015年年末进行了防雷措施改造，统计结果显示防雷改造后至2016年7月数据跳闸次数有明显的减少。
造成线路雷击跳闸的原因主要包括以下几点：（1）高压输电线路密度越大，极大地增加了高压输电线路被击中的机率；（2）铁塔附近的绕击雷，绕击雷形成的过电压远大于同样雷电流幅值反击雷形成的过电压；（3）接地电阻过大；（4）山区地形提供了雷电地闪上行先导形成的良好条件；（5）广东地区恶劣气象条件和多雷的特征。
三、山区高压输电线路防雷的策略
（1）雷击线路跳闸后也不中断电力供应的方法。具体操作过程中，为有效提高输电线路自身的运行质量，建议利用双回线或者自动重合闸等供电方式，这样可以有效提高输电线路和电网的运行效率，即便出现跳闸现象，也不会中断电力的供应，或影响电力供应质量。自动重合闸对于提高瞬时性故障时供电的连续性、双侧电源线路系统并列运行的稳定性，以及纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸，都显得十分重要。作为高压输电线路雷电防护的重要措施，装设自动重合闸能够使得雷电直击高压输电线路时所造成的闪络和工频电弧在线路跳闸后迅速去电离，通过确保线路绝缘的完整性来降低线路雷击所造成的停电事故。
（2）减少线路绝缘发生闪络的方法。为保证塔顶与地雷线在遭受雷击时不发生或者少发生闪络问题，不断提高高压输电线路自身的绝缘性能、耐雷水平是非常有必要的。实践中常用的方法：一是通过降低杆塔接地电阻能有效降低雷击塔顶或避雷线时的杆顶电位，提高线路耐雷水平。例如：当接地电阻为10Ω时，40kA的雷电流引起的过电压，若忽略其他因素的影响，简单的用欧姆定律计算只为400kV，只有直击或绕击的十分之一左右。通常每降低杆塔接地电阻1Ω，则可以使杆塔耐雷水平提高5%左右，由此看出，采取降低杆塔接地电阻和对现役杆塔接地网进行改造的方法，其对线路的防雷作用是巨大的。针对云浮部分山区架空线路接地电阻超高，无疑是降低了线路的耐雷电水平，几年来我局输电工区作较大规模的地网改造，安装了各种接地装置，从而使线路的耐雷电水平从理论得到较大提高，且从实际效果上看，通过改造近年来年均雷击跳闸也降低了，较大幅度提高线路安全运行，确保供电可靠性；二是采用消弧线圈接地方式。在多雷地区，或接地电阻难以降低的地区，经常采用中性点经消弧线圈接地的方式，这样做可以使消弧线圈消除单相雷击闪络接地故障。而有两相或三相遭受雷击时，雷击第一相后的导线相当于地线，从而增加了耦合作用，提高了耐雷水平，通过此种方式可有效降低雷击建弧率和雷击跳闸率，提高电网的供电可靠性。
（3）避免导线遭受雷击的方法。为保证输电线路运行安全，避免导线遭受雷击。一时架设避雷线。架设避雷线是高压输电线路雷电防护的最基本措施，旨在当雷电直击高压输电线路时，通过分流一部分雷电流来降低流入杆塔的雷电流和导线上的感应过电压。在实际操作中，为了提高避雷线对高压输电线路的保护作用，保证雷电不致绕过避 雷线而直接击中导线，应该减小绕击率，并且避雷线对边导线的保护角宜在20～30。一般说来，输电线路的电压越高，那么采用避雷线的效果愈好，当输电线路电压等级逐渐下降时，架设避雷线的效果会逐渐减弱；二是使用可控放电避雷针。因雷电云对地面物体放电一般存在上行雷闪和下行雷闪两种方式：下行雷闪时，先导自上而下发展，主放电过程发生在地面附近，所以电荷量充足，放电迅速猛烈，于是雷电流幅值大，陡度高；上行雷闪时，先导自下而上发展，它的放电电流由不断向上发展的先导过程产生，即使有主放电，由于雷云向主放电通道供应的电荷困难，所以放电电流幅值小、陡度低且不绕击。上行雷闪是先导直接进入雷云电荷中心，或拦截雷云向下发展的先导。上行先导对地面物体具有屏蔽作用，可减轻放电时在地面物体上的感应过电压，利用上行雷闪这个特点，通过加装可控放电避雷针，使其能可靠地引发上行雷闪放电，从而达到中和雷云电荷起到保护的目的。
（4）合理选择高压输电线路的路径。有些地区，高压输电线路容易遭受雷击，如果在确定高压输电线路的路径时能够有意避开雷击高压区，或者是加强这些地区高压输电线路的防雷措施，那么就可以极大地提高耐雷水平。比如，四周都是山丘的潮湿盆地、地下有导电性矿的地面和地位较高处、土壤电阻率有突变的地带都属于易击区。
四、结语
总之，山区输电线路所处地区皆为崇山峻岭，地质条件恶劣，雷电活动频繁，雷击跳闸事故频频发生。山区输电线路的防雷应该结合雷电活动规律、地区地理气候特征采取有针对性的防雷措施，这样才能实现了良好的防雷效果，对复杂的山区输电线路防雷研究提具有指导意义。
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论文作者:章军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/27
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