摘要：超高压输电线路的防雷技术一直是电力系统防雷方面的重要工作。由于超高压输电线路受地理环境和恶劣天气的影响大，特别许多超高压输电线路地处山区、跨越江河或穿越人员稀少的区域，并且线路周边无高大的构筑物，造成超高压输电线路遭受雷击的几率大幅增加，雷害活动十分频繁，就导致了输电线路的故障中雷害占据了重要位置。本文通过对2017年1-6月份国家电网系统运维的超高压输电线路雷害情况分析，以及雷击对超高压线路的危害现状，提出了对超高压输电线路从设计到运维方面采取的防雷措施及应注意的问题。
关键词：超高压 输电线路 雷害分析 防范措施
1 引言
随着我国国民经济的高速发展，我国的电网建设也紧跟步伐，日新月异，得到了突飞猛的进步。目前，国家电网公司运维的以500kV为主的超高压线路逐步成为了电力的主网架，达到了15万公里以上。因超高压输电线路长期暴露在野外，特别是雷雨季节，雷害对线路的影响日益严重，雷电引起的电力系统故障及造成的事故在全部电网故障及事故中占有绝对比例。为提高线路耐雷水平，提高电网的安全运行质量，就显得有十分重要的意义。
2 2017年1-6月份国家电网系统运维的超高压输电线路雷害情况分析
截止到2017年6月份，国家电网公司运维的超高压线路达到2500多条，共计15万公里以上，覆盖了大半个中国。超高压输电线路所经区域有许多事微气象和微地形，经常发生一些伴有雷电的极端恶劣天气。致使超高压输电线路发生了多次雷击并引发了线路故障。2017年1-6月份，国家电网公司500kV及以上输电线路跳闸120条次，这些引起跳闸的原因中雷击就有48条次；其中6月份雷雨季节来临后，500kV及以上输电线路跳闸37条次，因雷击原因跳闸的就有29条次。由此可见雷害对输电线路安全运行构成了严重危害需要进一步制定防范措施。下面就2017年发生的几起典型的雷击故障情况进行分析：
（1）2017年6月9日500kV方林线（紧凑型线路）A相、C相相间短路，巡视发现故障铁塔的接地无放电痕迹（接地电阻值符合设计要求）。故障铁塔的A相、C相导线及B相横担侧均压环及绝缘子伞裙有放电痕迹；故障时，雷电定位系统显示故障区段有5个落雷，最大雷电流-129.8kA结合故障时现场雷雨天气、故障录波和雷电定位系统查询结果，判断为雷电反击。仿真结果表明，该铁塔的耐雷水平为102kA，雷电流幅值超过了耐雷水平，在典型的闪络路径上（即空气间隙最短、最容易发生反击击穿），同时发生了两次闪络。
（2）2017年6月19日500kV金太线（线路同塔双回架设，且全线安装了并联间隙）A、B相故障跳闸。故障巡视结果线路故障铁塔的A、B相铁塔侧与导线侧并联间隙有明显的放点痕迹，故障位置与雷电系统信息一致，故障原因定位雷害。经计算，线路的耐受反击雷电流水平为A相（下相）为91.2kA，B相（中相）105.7kA。而雷电系统查询雷电电流幅值为45.5kA远低于该线路的耐雷水平。经分析，由于长空气间隙放电的随机性，雷电先导在下行发展过程中可能在电场强度相近的几个方向上同时出现多条分支先导，并同时击中多个地面物体的情况。针对此次故障情况，对智能故障检测系统分析结果及下行先导发生的情况进行仿真，模拟铁塔遭受雷击情况分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从仿真结果看，检测波形更接近与雷电同时绕击A、B相的波形。因此分析认为此次故障时由于先导在向下发展过程中，下行先导发生分叉，在临近导线处同时击中A、B相所致。
3 超高压输电线路防雷技术的分析及建议
超高压输电线路发生雷击故障的情况主要有绕击、直击两种情况，从现场发生故障的现象分析发现，大多数雷击故障时有绕击引擎的。鉴于此，借鉴以往超高压输电线路防雷运行经验，可采取以下措施降低雷击跳闸率：
（1）杆塔高度越高、地面倾角越大、线路保护角就越大，线路绕击跳闸率也就越高，增加绝缘子片数和增大塔窗尺寸，来降低绕击跳闸率。
（2）采取降低保护角，以减小边相导线的绕击率。特别是针对山区或同塔架设的输电线路。
（3）采用悬挂式避雷器，以降低线路上的雷电过电压，减小绝缘子串闪络次数。
（4）杆塔高度越高直击雷的几率增大，为了减少雷击造成反击，可限制杆塔冲击接地电阻在10Ω以下。经常检测铁塔的接地电阻，针对雷电活动频繁区域，在雷雨季节来临前必须完成接地电阻值不符合要求的接地改造，对土壤电阻率高的山地、沙地等可采用接地模块或使用降阻剂。
（5）超高压输电线路雷电绕击闪络是雷击跳闸主要起因。若进一步减小绝缘子串长度，降低绝缘冲击强度，同时使得避雷线与导线之间垂直距离缩短，将会增大雷电绕击率。这对避雷线正保护角线路，是一个最不利的影响因素，可采取增高避雷线支持高度，减小线路的防雷保护角。
（6）由于超高压输电线路的途经区域很广，各种自然气象条件也是千差万别。输电线路在设计前应充分征求运行人员的意见，对线路采取差异化设计，对雷电活动频繁的区域采取多组合的防雷措施，已达到即降低雷害又提高经济效益的目的。
4 结论
随着电网的不断发展，超高压输电线路的大规模建设，输电线路覆盖的区域愈来愈广，雷害发生的几率就越来越大，如不能采取切实有效的防雷措施将会对电网的安全运行造成重大影响。所以无论是超高压输电线路在设计阶段和运维阶段，必须充分认识防雷工作的重要性，从线路建设的源头把防雷措施落实好。对运维中的线路，要认真落实各项防雷措施，对易发生雷害的区段加大防雷改造措施，提高线路的耐雷水平，减少雷害事故的发生，保障超高压输电线路的安全运行。
参考文献：
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论文作者:陆敏杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/27
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