摘要：雷电一直以来是我国输电线路的大患，由于输电线路距离长，跨度大，地理分布广，气象条件十分复杂，所以遭受雷击的概率高，雷击事件常常发生。为保证电力系统的安全和稳定运行，降低输电线路雷击事件发生的概率，减少因线路故障导致的电网事故特别是大面积停电事故，是当前电力系统建设和运行中急需解决的问题。为此，有必要对输电线路雷击跳闸率高的原因进行分析，对降低雷击故障率的方法和措施进行探讨。
关键词：输电线路；雷击跳闸率；技术
1雷击故障原因及危害
1.1雷击跳闸原因
雷击跳闸的原因可分为内因与外因。内因是输电线路本体的设计不合理、杆塔接地电阻不合格、线路绝缘子老化及避雷线保护角不标准等自身防雷措施不完善；外因主要是输电线路所处环境较差、接地土壤率不相同、线路穿行的范围为雷电高危区等。另外，雷击故障的发生还与输电线路的排列方式、杆塔的高度及防雷设施的选型有关。雷击跳闸过程通常是输电线路的杆塔、导线或周围地面被雷击中，输电线路在雷击过电压的作用下产生大量的雷击电流和雷击过电压，若线路的防雷措施不够或避雷效果不好，便会造成线路绝缘子击穿、输电线路断线，导致线路跳闸保护动作。
1.2线路雷击的危害
线路雷击的危害主要有设备毁坏、线路跳闸、输供电中断等。设备毁坏主要体现在雷击过电压造成绝缘子被击穿和闪络，甚至引起绝缘子串炸裂或线路烧毁。线路跳闸主要是雷电感应产生雷击电流，导致输电线路发生单相接地或相间短路，引起输电线路保护跳闸。输供电中断主要表现在线路跳闸和系统稳定性被破坏，相邻变电站运行设备的绝缘被损坏。雷击故障发生后，由于雷击故障点很难被找到、被损坏的绝缘子不容易更换，因此，需要花费大量的时间和人力去分析故障和处理。
2降低雷击跳闸率策略
2.1研究路线与思路
线路雷击情况具有随机性、不确定性和复杂性。首先，雷电云的产生和移动过程具有随机性；其次，故障发生的时间与地点无法预测，雷击作用程度具有不确定性；再次，雷击电流在传输过程中会产生衰减和波形畸变，情况较复杂。基于国内外雷击防护研究的基础和输电线路的运行情况，针对雷击的不同种类制定相应解决方案，以降低输电雷击故障率，如图1所示。
2.2雷击防护关键技术
雷击引起的线路跳闸情况较为复杂，若雷电直接击中线路导线就会在输电线路中产生直击雷过电压，若雷电击中避雷线又会在输电线路上形成反击电流，若雷击发生在输电线路周围又会在输电导线上形成感应电流。总之，线路遭受雷击时不仅有雷击电流产生还有大量的雷击电压和电磁波注入，若线路的防雷效果不好便会造成线路绝缘子击穿、输电线路断线及雷击跳闸事件。为此，要降低输电线路的雷击跳闸率，就必须先对输电线路雷击的类型进行识别，并针对不同的雷击类型制定相应的防护策略。本文提出在输电线路上安装雷电探测器对雷电引起的电流波进行采集，并在雷电监测装置中嵌入GPS对时装置。当雷电探测器采集到雷击电流时便准确记录雷击发生的时间和地点，并通过传感器将雷电流上送监测平台，再根据故障电流的相位和极性方向确定雷电流的路径。若雷电流方向是从线路点流向大地，则为反击故障；若雷电流的方向是从地电位流经线路，则为绕击故障。输电线路绕击与反击的路径识别方法如图2所示。
2.3输电线路雷击重点防护措施探讨
（1）主网线路相关措施。第一，接地技术接地处理技术对于整个电力系统来说都是至关重要的。降低杆塔冲击接地电阻是提高线路耐雷水平和降低雷击跳闸率最有效也是最经济的方法。电压等级越高，降低杆塔接的电阻的作用将变得更加重要。第二，架设耦合地线在降低杆塔接地电阻有困难时，可采用架设耦合地线的措施，即在导线下方再架设一条地线。它的作用主要有两个方面：意识加强避雷线与导线的耦合，使线路绝缘上的过电压降低；第二,加了对雷电流的分流作用。运行经验表明，耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的，尤其在山区的输电线路其效果更为明显。第三， 安装线路型避雷器线路型避雷器利用雷击杆塔时避雷器动作，导线电位升高，杆塔顶与导线间的电位差减小，保护杆塔绝缘子串不发生闪络的原理，具有保护性能好、通流容量大、动作反应快等优点。在输电线路的易击段杆塔上装设线路型避雷器可提高线路耐雷水平1.5~2.5 倍。雷击导线时，安装的线路型避雷器提供了新的泄流通路，线路绕击耐雷水平大幅提高，基本消除雷击导线线路绝缘闪络。
（2）避雷设施的合理选型。研究表明，输电线路遭受雷电绕击故障时，合理的布置避雷针和避雷器，并将线路保护角进行小角度调整，能有效降低杆塔塔头附近的绕击伤害。同时在线路杆塔顶部装设避雷器会减小输电杆塔与电线之间的电位差，使得线路绝缘子不被雷击电压击穿，并能快速释放雷击电流。经过多次试验和事故总结，发现常规的氧化锌避雷器被雷击穿后，电阻值瞬间降至100Ω以下，使得线路发生单相接地故障，导致输电线路跳闸。
（3）雷雨季节的防范措施。在进入雷雨季节之前，结合输电线路的实际情况，针对引起雷害的种种原因，积极采取有效防范措施，针对高土壤电阻率地区降低接地电阻困难的实际，采用长效、腐蚀性小的降阻剂，达到预防雷击的目的；针对经常受雷害的杆塔，加装线路型氧化锌避雷嚣，从而较大限度地避免各种雷害的发生；针对雷害突出的线路，缩短绝缘子检测周期，发现有隐患的绝缘子，进行及时更换，保证线路正常的耐雷水平；针对多处电网设备的接地装置进行改造，提高雷电流的导通能力，从而提升设备抗雷害能力。通过改造，切实降低输电线路的雷害跳闸率，保证客户的安全可靠用电。
3结语
由于我国输电线路具有跨度大、输电距离长和气象条件复杂等特殊性，因此长期存在雷击跳闸率偏高的现象，且无切实有效的解决措施。输电线路一旦发生雷击伤害，不仅影响输电线路的安全运行，还产生了不必要的经济损失。本文对输电线路雷击跳闸率偏高的原因进行了分析，对降低雷击故障率的技术措施进行了探讨，以期为降低雷击跳闸率提供参考。
参考文献
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作者简介：
王玮玮(1990.4-).男，江苏泗阳人，毕业于沈阳工业大学，单位，国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司，研究方向：治理台区线损及市场优质服务。
论文作者:王玮玮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
标签：线路论文; 杆塔论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 过电压论文; 雷害论文; 导线论文; 《基层建设》2019年第23期论文;