国网丹东供电公司 辽宁丹东 118000
摘要：丹东地区雨量充沛，雷电活动频繁，雷害使线路跳闸率居高不下。受地形、土壤电阻率偏高、山区线路走廊地形不利、山区输电线路杆塔高、档距大、线路设计标准偏低等原因影响。为了减少输电线路的雷击故障，已采取了诸如：降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、安装线路避雷器、调整地线保护角等手段加强防雷，并取得良好效果。
关键词：丹东地区 ；雷害跳闸 ； 分析及防控措施
引言
丹东地处欧亚大陆东岸，中纬度地带，属于温带大陆性季风气候，雨量充沛，雷电活动频繁，致使雷害成为丹东电网架空输电线路跳闸的最主要原因。而近几年，丹东电网建设规模不断扩大，更多新建线路位于山区，异常天气增多，雷电活动频繁，给丹东输电线路防雷工作提出了更高要求。
1 近年来雷害故障情况
2010年至今，丹东供电公司管辖范围内共发生220千伏线路故障133条次，其中雷害引起的有106条次，雷害故障占全部故障的80%。
2015年8月17日凌晨2个多小时时间内，因受强雷暴影响，丹东地区220千伏线路跳闸12条次，一次气象过程导致的线路故障次数创历史之最。
2015年11月06日23时32分，220kV太宽线三相跳闸，故障相为A、B、C相。太宽线59号中线、62号左右线上下均压环均发生放电。因雷击导致线路三相故障，也极为罕见。
2 雷害原因分析
2.1 地形原因
山区地段由于地形起伏较大，气流活动特殊，会导致落地雷密度较平原地区为高。丹东大部分地区（70%以上）为山地丘陵，每年7、8月份，受西伯利亚南冷空气下和西太平洋北上暖湿气流共同作用影响，强对流天气多发，致使雷电活动强烈，统计年雷电日在40个以上。
山区输电线路杆塔基础土质多为岩石，土壤电阻率普遍在2000欧.米以上，杆塔接地电阻值大多达20欧以上，降阻很难。
2.3 山区线路走廊地形不利
许多山区线路的路径不利防雷，如线路大跨越山谷、穿越山体倾斜等，这些地理因素会导致空气气流的风向变化异常，引起雷击形态发生变化，导致山区线路防雷设施运行效果不佳。山区线路下边坡的倾斜使导线过分暴露，保护角显著增大，明显增加导线绕击率。
2.4 山区输电线路杆塔高、档距大
山区输电线路杆塔高度，跨越档距等参数多较大，带来主要问题：一是塔身电感增大，使反击电压增高；二是分流作用降低（含相邻杆塔的分流、雷击档距中央的分流）；三是档距不均匀，大档距中间容易成为薄弱点。
3 采取的主要防雷措施
为了减少输电线路的雷击故障，我们采取了多种技术手段进行防雷，如：降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、安装线路避雷器、调整地线角保护、加装放电间隙等。
3.1 石墨接地模块降低杆塔接地电阻
通过运行经验和经过技术经济方案比较，降低接地电阻是降低雷击跳闸率，提高线路运行的可靠性最经济有效的方法，目前20条220kV线路完成了接地改造，共改造近1900基。
3.2 线路安装避雷器
自2002年至今丹东地区共计安装线路避雷器1457支，起到了良好的防雷效果。
线路杆塔加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
3.3 调整线路保护角
这项措施对大跨越、跨越山谷导线防绕击起到良好效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经研究分析，对220kV单回线路铁塔，如220kV凤上线、长凤线ZM2型、ZK型地线保护角通常在14°至16°之间，将地线保护角调整至5°，增加避雷线对导线的屏蔽效果，有效减少和避免了线路发生雷电灾害。
经过验算保护角未改造前，线路易遭受绕击的雷电流范围为12.75-19.65kA,改造后线路容易遭受绕击的雷电流范围为12.75-13.28kA；易造绕击的雷电流区间从改造前的6.9kA，降至改造后的0.53kA；易造成绕击的雷电流范围降为原设计的7.7%。
3.4 应用复合材料杆塔
2013年，丹东公司与中国电科院共同完成了国家电网“复合材料杆塔应用研究”重点科研项目，已在220kV长凤线成功应用7基复合材料杆塔。经实验应用，其绝缘优势，与相同电压等级铁塔相比，防雷能力提高30%以上，3年来未发生雷击闪络故障。
4 输电线路防雷保护存在的问题
4.1 线路防雷设计标准低
现有线路设计规程设计的线路只能满足平原地区的运行需要，并不适合山区的需要。对于已经投运的线路，主要设计参数已经基本定型，如保护角偏大，走廊地形不利，土壤电阻高等问题，没有能力去实施根本性的改进，雷害故障率高的现实是很难解决的。
4.2 新技术应用面临的问题
目前，采用线路避雷器防雷效果虽较好，但费用较高，以220kV为例，每相成本大约在1.0万元左右。普遍推广后是否会暴露维护问题、试验问题、寿命问题、运行年久后损坏故障等问题尚难以预料。
4.3 新型防雷措施有效性验证与技术评价问题
在防雷保护措施的有效性定量评价问题上，一直是个难题，各项防雷设施的效果需要经过一个较长的周期检验才能得出比较可靠的效果，短期内的统计数字存在较大的不确定性。
4.4 线路使用扁钢、石墨接地体
目前是线路主要接地形式大多使用扁钢、石墨，经多年运行后，地下部分老化、锈蚀、断裂等原因，将成为线路防雷的薄弱环节。
4.5合成绝缘子的定期更换
线路的绝缘强度每年随着绝缘子老化而逐步降低，一部分地区污秽等级逐年加大，合成绝缘子表面憎水性降低，导致线路的绝缘强度逐年降低，应根据给定的年限及时进行更换。
5下一步防雷工作重点
5.1加强输电线路的运行管理工作
每年进行输电线路防雷设施常规性检查，主要检查防雷设施的完好性，每年完成20～25％线路杆塔的接地电阻或连通情况的测试，完成5～10％接地装置开挖检查，检查结果要做好资料的存档记录和分析，根据损坏或腐蚀情况，提出改造计划。
5.2 全面参与新线路设计工作
全面参与新建（或改建）线路防雷保护设施的设计、审查等工作，根据本地区的运行经验，对输电线路的屏蔽保护、接地装置、线路避雷器以及进线段保护等项目设计及其可靠性进行审查。对雷击频发地区的线路提出提高线路的防雷设计标准等措施。
5.3做好工程管理和验收
为了保证新建输电线路的耐雷水平，运行单位参与建设单位组织的质量监督工作。线路施工时运行单位应选派有经验的质检人员到施工现场，做好工程质量的检查和验收。
5.4继续对老旧设施进行改造
对运行多年220kV的老旧线路，继续进行接地改善。根据凤上线避雷线保护角调整后的防雷效果，对其它220kV老塔型线路的保护角进行调整。结合220kV线路绝缘调整工程，利用旧有玻璃绝缘子，在合成绝缘子顶端加装1-2片玻璃绝缘子，以提高线路的防雷水平。
5.5加大科技力量，对等离子拒雷装置进行安装实验
2017年，我们将实施辽宁省公司下达的“输电线路无源等离子拒雷装置”科研项目，针对雷击故障点、地形地貌、塔形等影响因素的专题分析结果，确定雷害区域，安装无源等离子拒雷装置，针对性地防范绕击雷跳闸事故。
作者简介：
都兴凯，男，1967年生，辽宁省丹东市人。高级技师，大专学历，从事输电线路运维检修工作。
论文作者:都兴凯,都基宽,刘宇
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/2
标签：线路论文; 杆塔论文; 丹东论文; 防雷论文; 雷害论文; 雷电论文; 避雷器论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;