110kV架空线路雷击跳闸主要因素分析及探讨

110kV架空线路雷击跳闸主要因素分析及探讨

吴毅江

吴毅江

（广东电网公司中山供电局广东中山528400）

『摘要』本文以中山地区具体实例分析了110kV架空线路雷击跳闸的情况，得出反击是110kV架空线路雷击跳闸的主要因素，据此提出了一些110kV架空线路的防雷措施。

『关键词』雷击跳闸反击主要因素

0引言

中山地区目前有110kV架空输电线路超过1000公里，是中山电网的重要组成部分。由于继电保护设备性能不断提高、操作过电压研究的不断深入以及维护水平的不断提高，由继保误动和操作过电压以及维护不当引起的线路故障已经很少，在中山地区导致110kV架空线路跳闸的原因中，雷击跳闸次数占78%。为此，分析研究中山地区110kV雷击跳闸的因素，提出减少线路雷击跳闸率的措施，对于保证中山地区的可靠供电来说具有重要意义。

1、110kV架空线路雷击跳闸情况

雷击引起线路过电压主要有雷击地面感应过电压、雷击档距中央过电压、雷击塔顶过电压、雷击导线过电压。

1.1雷击地面和档距中央

对于110kV架空线路来说，绝缘水平较高，雷击地面时的感应过电压一般是不会引起闪络事故；另外，对于雷击避雷线档距中央，由于在设计时，线路一般都满足S=0.012L+1（m）式中S为空气距离，L为档距长度（m），多年的运行经验表明只要满足上式要求，线路一般不会出现在档距中央闪络的事故，故在这里对这种情况不作进一步讨论。

1.2雷击杆塔塔顶造成的反击和雷击导线造成的绕击。

由于塔型及地形等不同，线路的耐雷水平是不一样的，由于线路走廊限制，在中山110kV架空线路中双回同塔架设线路较多，而且当雷击杆塔顶造成反击时，两回线路会同时闪络，给电网的冲击较大，这里以三神线N21（三石线N21同塔架设）为例分析110kV架空线路的反击和绕击情况：

塔型：ZY2-15，绝缘子：FXBW-110/100，避雷线型号（双避雷线）：GJ-50，代表档距：300m，基础高度：1m，暂不考虑地面的影响。由式+

绕击等值电路图（图4）

即雷击塔顶造成反击的概率是绕击的18倍。也就是说在110kV线路中绝大部分雷击闪络是反击。

1.3地形的影响

在上面计算雷击塔顶反击耐雷水平时没有考虑周围地形的影响，事实上周围的地形对线路的防雷是有影响的，特别是山区跨越山沟、山谷的线路，因为在这些线路中导线对地的高度升高，越高则导线对地电容越小，感应电荷产生的电压就愈高，此电压与雷电流异性，故线路的耐雷水平会下降。

2110kV架空线路运行的数据分析

近几年中山地区110kV架空线路雷击跳闸情况如下：

表1110kV架空线路跳闸情况统计表

年份

电压等级

线路长度

（千米）

雷击跳闸次数

反击次数

绕击次数

2009

110kV

905.637

11

10

1

2010

110kV

1018.117

14

13

1

2011

110kV

1053.652

6

6

0

2012

110kV

1062.33

9

9

0

根据以上近四年的运行记录显示，110kV的线路雷击跳闸共40次，其中反击38次，绕击2次，反击是绕击19倍，运行数据与理论值基本上都是相符的，110kV架空线路的雷击闪络以反击为主，绕击只占非常小的比例；而且绕击大多发生在高塔大跨越或者是山区大跨越线路；在山区跨山沟或山谷的线路反击耐雷水平会下降，沟或谷越深下降会越多，因而更容发生雷击闪络。

3提高110kV架空线路耐雷水平的措施

3.1降低接地电阻

降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一，接地电阻阻值高低是影响杆塔顶电位的关键性因素。杆塔接地电阻如果过大，雷击时易使杆塔顶部电位升高，对线路产生反击，若接地电阻满足要求（见表2），则雷电波侵入时，绝大多数雷电流将沿着杆塔和接地网流入大地，不至于破坏线路绝缘造成线路跳闸，从而保证线路安全运行。

表2有避雷线输电线路杆塔的工频接地电阻

土壤电阻率（Ω.m）

100及以下

100～500

500～1000

1000～2000

2000以上

接地电阻Ω

10

15

20

25

30

3.2降低杆塔高度

尽量降低山头及易击段的杆塔呼高，杆塔越低杆塔的自感越小，导线的感应电压也会越小（导线对地电容增大），线路的反击耐雷水平相应的会提高。但这种方法受导电对地对交叉跨越物距离的限制，降低幅度受限。

3.3加强线路绝缘

绝缘子的性能优劣将直接影响到线路的耐雷水平，加大对绝缘子的检测维护力度，更换不符合要求的绝缘子，确保线路绝缘子始终满足运行要求；另一方面，适当增加线路每串绝缘子片数，来提高绝缘子串的U50%来提高线路的耐雷水平，减少线路雷击跳闸事故。

3.4安装线路避雷器

对于土壤电阻率高且经常遭受重复性雷击的杆塔，在其他防雷措施效果不明显的情况下，可考虑安装线路避雷器。可在平原地区较高的铁塔、山区易击杆塔、平原和山区丘陵交界的杆塔、大档距杆塔及其临近的杆塔优先考虑装设线路避雷器。

4结束语

由于雷电现象的复杂性和雷电活动的分散性，雷击几率受制约因素的多样性，雷电危害与气候、环境、地质、设备等多种因素有关，不可能完全消除和避免。我们只能不断努力探索和尝试，深入一线，掌握现场第一手资料，从实际出发，有针对性地采取综合防雷措施，使雷电对线路的危害程度降到最低，提高线路的供电可靠性。

参考文献：

1、周泽存《高电压技术》北京：水利电力出版社，1988

2、张殿生《电力工程高压送电线路设计手册》北京：水利电力出版社，1991

3、马家炯、王秉钧合译《高压架空线及电缆网络中的过电压及其防护》（苏）科斯坚科等著中国电力出版社1995