（广东电网有限责任公司惠州供电局）
摘要：本文分析了一起已安装避雷器的杆塔遭受雷击造成110kV线路故障跳闸的原因。加装线路避雷器是输电线路防雷的重要技术手段，且实践证明避雷器能有效保护线路过电压，已加装避雷器杆塔一般不会发生雷击闪络。通过对故障线路的雷电定位系统查询、故障现场勘察及避雷器试验，深入分析此次故障的原因，总结了线路跳闸的原因，并提出了应对方案。
关键词：输电线路；避雷器；故障跳闸；分析
0 前言
随着社会经济的发展，输电线路建设用地日益紧缺，输电线路大多建于山区，容易遭受雷击造成线路跳闸故障，线路防雷工作一直是线路运维单位的重中之重。加装避雷器是线路防雷的重要技术措施，防雷效果显著。本文通过详细分析一起典型的已安装避雷器杆塔遭受雷击造成110kV线路故障跳闸原因，并提出整改策略。
1 线路故障情况介绍
2016年8月12日01时00分10秒，220kV青塘站110kV青横甲线1858开关Z(II)、O（II）保护动作跳闸，重合闸动作成功，C相故障，保护测距20.3kM，故障录波测距20.13kM；当时天气为雷雨大风天气。通过测距数据知故障位置在110kV青横甲线N54-N57塔处。经故障巡查，故障点位于该条线路N55塔处，现场发现N55塔C相绝缘子、均压环有明显放电痕迹，经排查其余线段没有发现异常，与故障定位基本吻合。
2 故障线路运行情况
110kV青横甲线由220kV青塘变电站至110kV横河变电站，线路全长27.757公里，全线与110kV青横乙线共塔，共81基杆塔，于2011年06月建成投产，导线型号为LGJ-400/35，地线型号为左地线OPGW-24、右地线LGJ-70/40。全线悬垂绝缘子为FXBW4-110/100合成绝缘子和耐张杆塔为U100BP/146H玻璃绝缘子。
3 故障原因分析
3.1 雷电定位系统查询结果
从雷电定位上系统查询，2016年8月12日01时00分10秒前后2分钟时间内，N53-N55塔线行周边1公里范围有雷电活动记录，最大雷电流幅值为-73.9kA。雷击时间、位置与雷电定位系统数据吻合，基本判断此次线路跳闸故障为雷击引起。
3.2 现场勘察及实测情况
2016年8月13日查线人员现场发现110kV青横甲线N55直线塔C相绝缘子、均压环有明显放电痕迹，避雷器计数表和避雷器中间的连接铜线被烧断，现场没发现有漂浮物及违章施工机械，经排查其余线段没有发现异常。
110kV青横甲线N55直线塔铁塔型号为ZGu413-24，铁塔所处地形为山顶，设计接地电阻为20Ω，N55塔复测接地电阻13.5Ω，C相保护角为8.9°。
3.3 避雷器试验
通过将故障点现场拆下来的避雷器进行检测，该组避雷器为2010年12月深圳ABB银星避雷器有限公司生产，避雷器型号为YH10CX1-96/280J，属线路用带支撑间隙的避雷器，编号为 2010122106。按GB 11032要求采用方波容量600A非线性电阻片就可满足要求，深圳ABB银星公司该型号避雷器在设计上采用方波容量大于700A以上的非线性电阻片，为保护该线路系统留有足够裕度，安全可靠性提高。对事故现场避雷器进行直流及工频试验检测，各项性能均符合要求，可以判定避雷器无任何质量问题，试验数据如下：
型号：YH10CX1-96/280J数量：1台
制造厂家深圳市银星电气股份有限公司
避雷器出厂编号2010122106制造日期2010年12月
检验项目标准规定实测试验结论
外部检查/外观无异常合格
密封试验/通过合格
全电流（uA.peak）1500587合格
阻性电流（uA.peak）15084合格
工频1mA参考电压（kV）≧96108合格
直流1mA参考电压（kV）≧140144.7合格
0.75UDC1mA参考电压下的泄漏电流（uA）≦505合格
局部放电量（pc）≦104合格
综合结论：该台避雷器完成满足国标GB11032-2010中各项性能要求，避雷器试验合格。
从现场实地了解情况来看，计数器软铜线硬连接处有明显扭裂的现象，部分铜线有新旧断裂的痕迹，表明软铜线内部曾有过受损，并受过强外力的作用。
3.4 故障原因分析：
2016年8月12日，当日为大风大雨雷电频繁天气，01时00分10秒故障跳闸，雷电定位上系统监测到01时00分10秒前后2分钟时间内，N53-N55塔线行周边1公里范围有雷电活动记录，最大雷电流幅值为-73.9kA；且现场没发现漂浮物及施工机械等认为破坏痕迹。安装于110kV青横甲线N55直线塔遭受过强雷击，其雷电幅值远高于定位系统监测到的该区域的最大雷电流幅值。
通过查阅避雷器安装图纸及巡视该线路故障点杆塔及相邻杆塔避雷器情况，发现避雷器与计数器软连铜线安装时并未拉紧，相对过松，呈吊垂状；110kV青横甲线N55直线塔位于山顶上，处于风口处，也是多雷区，环境条件相对恶劣，在综合外力作用（如强台风力、暴风雨等）使软铜线不停的来回剧烈摆动，使得避雷器端部硬连接线匹与软铜线连接处受损，再加上避雷器雷击作用效应（计数器记录6次雷击），使该处缺隐显现，长时间累积效应，使得该连接几乎处于断路状态，避雷器对绝缘子失去了保护。同时我们在现场还发现110kV青横甲线N55塔A相（中相）及N54塔A、C相同样存在避雷器计数器软铜线脱落的现象。从损坏的FXBW-110/100合成绝缘子来看，表面有较明显的电弧烧伤，说明曾有远超过绝缘子耐受的短路电流通过。因此，可以判定110kV青横甲线故障跳闸是由雷击引起。现场图片如下：
4 结论
通过对110kV青横甲线N55塔故障点分析，对故障跳闸原因总结如下：
（1）在综合外力作用（如强台风力、暴风雨、等）使避雷器软铜线不停的来回剧烈摆动，使端部硬连接线匹与软铜线连接处受损，避雷器多次雷击动作作用，长时间累积效应，使该连接部位几乎处于断路状态，避雷器对绝缘子失去了保护作用；
（2）连续强雷击放电叠加效应，随后的强雷电流幅值远超过合成绝缘子本身的耐受性能；瞬间致使绝缘子外部闪络损坏，形成短路通道，此时该线路跳闸，巨大短路电流引发的相连的计数器仪表和连接铜线被严重烧熔。
（3）此次线路故障直接原因是由雷击引起，间接原因是由于线路避雷器安装不当，没对软铜线进行绑扎固定，造成软铜线由于外力作用来回摆动，铜线疲劳受损、截断脱落，避雷器对线路失去保护作用，线路遭受雷击故障跳闸。
（4）运维人员对于避雷器的结构及动作原理存在误解，认为避雷器是通过与杆塔横担连接的端部形成泄流通道，软铜线只是用作计数器的连接线。实际上，该避雷器端部为绝缘底座，软铜线才是泄漏通道。
5、采取的对策
从设计源头出发，计算避雷器计数器软铜线安装长度，量身定做软铜线。第二，正确安装计数器软铜线，尽可能在安装时确保避雷器与计数器间软铜线适当拉紧，连接牢靠，避免长时间受外部力作用导致连线松动或脱落，对于软铜线过长可以采用绑扎绳将软铜线缠绕固定在横担处，避免软铜线随风摆动。
个人简介: 黄戬（1985），男，广东阳春人，电气工程师，工学硕士学位，研究方向为输电线路高电压技术、防雷技术及线路运维。
论文作者:黄戬
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/7
标签：避雷器论文; 铜线论文; 线路论文; 故障论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 雷电论文; 《电力设备》2016年第17期论文;