山区330千伏双回输电线路雷击跳闸率高原因分析及治理措施.doc

1、1山区 330 千伏双回输电线路雷击跳闸率高原因分析及治理措施摘要：通过对该单位运行 330 千伏双回输电线路铁塔雷击跳闸率高的原因进行分析，提出了架空地线保护角较大杆塔的综合防治措施。 关键词：山区双回共塔雷击分析治理 中图分类号： TM726 文献标识码：A 一、330kV 柞南 I、II 线和柞金 I、线路雷击跳闸统计 加强对 330kV 柞南 I、II 线和柞金 I、线双回线路共塔部分雷击跳闸的分析和防治非常必要。2008 年至 2012 年期间四条线路商洛境内共发生雷击跳闸 8 次，雷击跳闸率高达 1.6 次/百公里.年，与交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 （DL/ 620-199

2、7）规定的 0.6 次/百公里.年（参数祥见表二）高 177%。其中发生在双回线路共塔跳闸 5 次，占线路总跳闸次数的 62.5%。 2008 年-2012 年柞南 I、II 线和柞金 I、II 线路雷击跳闸统计 序号 线路名称 跳闸时间 闪络杆号 闪络相序 备注 1、 柞金 I 线 2008.07.06 239# B 相（左下相） 双回共塔 2、 柞南线 2009.07.01 199# B 相（小号侧） 耐张塔 3、 柞金 I 线 2010.04.03 199# A 相（左下相） 双回共塔 4、 柞金 II 线 2010.04.3 163# A 相（中相） 5、 柞金 II 线 2010.0

3、8.2 235# B 相 (下相) 双回共塔 26、 柞金 II 线 2011.8.29 192# C 相 (上相) 7、 柞金 II 线 2011.8.29 237# B 相 (下相) 双回共塔 8、 柞金 II 线 2012.8.9 243# C 相(上相) 双回共塔 规程规定 110kV330kV 架空输电线路雷击跳闸率 输电线路电压等级 330 kV 220 kV 110 kV 代表性塔型 水平型铁塔 双避雷线 水平型水泥杆 双避雷线 上字型水泥杆 单避雷线 绝缘子配置 19XP1-100 13XP-70 7XP-70 典型档距长度（m） 400 400 300 杆塔接地电阻（） 71

4、5 715 715 杆塔耐雷水平（kA） 155105 11076 6341 平原线路雷击跳闸率（次/100km年） 0.12 0.25 0.83 山区线路雷击跳闸率（次/100km年） 0.270.60 0.430.95 1.182.01 备注 平原线路的雷击跳闸率对应 7 的杆塔接地电阻；山区线路的雷击跳闸率分别对应 7 和 15 的杆塔接地电阻。 二、雷击跳闸原因分析 1、商洛地区 2008 至 2012 年间 6 月至 8 月份（雷电活动的主要月份）数据。从雷电活动基础数据看，商洛地区雷电日较多，平均雷电流幅值变化不大，雷电流强度不是很高的特点。 32008 年-2012 年商洛地区雷

5、电观测数据 时间段 2008 年 6 至 8 月 2009 年 6 至 8 月 2010 年 6 至 8 月 2011年 6 至 8 月 2012 年 6 至 8 月 雷电日（天） 68 71 66 78 61 平均雷电流幅值（kA） 20.8 23.2 27.5 26.8 25.8 平均落雷密度（个/km2 每雷电日） 0.0273 0.0289 0.0258 0.0294 0.0269 2、330kV 柞南 I、II 线和柞金 I、线双回线路共塔雷击跳闸率高的原因主要为易遭受雷电饶击 330kV 线路引起雷击闪络的原因通常为雷击塔顶反击引起绝缘子串闪络和雷电绕击到导线引起绝缘子串闪络。当杆

6、塔工频接地电阻在 715时，雷击塔顶反击引起绝缘子串闪络的雷电流达 105155 kA，而商洛地区的平均雷电流在 25kA 左右（见表三实测数据） ，大于 100 kA 的雷电流分布概率很小，因此反击跳闸的概率很低。而绕击到导线上的雷电流为 1520kA 时，线路绝缘子串便会闪络。柞南 I、II 线和柞金 I、II 线路穿越山区，跨越大沟，发生雷击的杆塔大多位于山顶或山坡外侧，雷击相别基本上处在开辟侧，符合绕击闪络通常发生在线路边相绝缘子的特点。即使部分杆塔避雷线保护角符合规程要求，但因山坡倾斜角的影响，当雷云发展较低时，可从侧面击到导线上线路发生绕击跳闸。 图 1 及图 2 分别给出单回路平

7、原及山区地区的绕击原理图。当雷云到达 AB 弧段时，对避雷线放电；当雷云到达 BC 弧段时，对导线放电；当雷云到达地面时，对地放电。图 2 考虑了地面倾角的影响，当地面倾4角变大，导线暴露的弧段加长，更易引发雷击于导线。若导线跨大沟，地面降至上百米，导线暴露弧段更大，积有电荷的云层穿越山谷时，雷云绕击导线的可能性就大为增加。 图 3 是双回路共塔线路绕击原理图。山区的双回路铁塔，上、中、下相都暴露在线路的一侧，当雷云先导到达 ab 弧段雷云将击到避雷线上；到达 bc 弧段时雷击上相导线，到达 cd 弧段时雷击中相导线；到达 de 弧段时雷击下相导线；到达 ef 直线将击于地面。所以山区同杆双回

8、线路发生雷击跳闸的可能性会更高，同时柞南 I、II 线和柞金 I、线路双回共塔架空地线保护角较大（线路建成于 1992 年，双回共塔架空地线保护角为 110-140 左右） ，由此可见 330kV 柞南 I、II 线和柞金 I、线双回线路共塔部分更易发生雷电绕击导线引起绝缘子串闪络。 图 1 雷击线路的电气几何模型 图 2 计算雷绕击有坡度输电线路导线几率的电气几何模型示意图 图 3 双回同杆架设绕击基准模型示意图 三、 降低柞南 I、II 线和柞金 I、线路雷击跳闸率的主要手段 1、 线路避雷器保护范围及安装方式：应在易被绕击线段档距两侧加装线路避雷器。对于水平架设的有避雷线的输电线路在边相上加装一只避雷器后，可以防止本基杆塔的直击雷闪络和本相的绕击闪络。对于垂直排列的上相不方便安装避雷器，可考虑在下相安装 1 相避雷器。 2、在满足风偏、交跨及对塔身安全距离条件下，雷频区每串加装 1-52 片绝缘子，提高线路绝缘强度。 3、选择非常规防雷装置，在塔头顶部加装可控放电避雷针或在地线上安装负保护角避雷针，并通过先导放电，在雷云造成线路闪络跳闸前，将雷云携带的电荷导通释放。此项措施要求杆塔的接地电阻良好。 4、今后线路改造时，杆塔应选择架空地线零保护角或负保护角的塔型。