220KV输电线路雷击跳闸故障及对策

220KV输电线路雷击跳闸故障及对策

戴劲松王倚恒

（国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司输电运检室辽宁阜新123000）

摘要：220kV输电线路对整个电网供电具有十分重要的地位，为此当线路遭受雷击后，在雷电流与工频电流双重作用下会给配套的防护与运行设备产生危害。为此，需要根据线路实际所处的环境，制定出合理的防雷措施。本文探讨了220KV输电线路雷击跳闸故障及对策。

关键词：220KV；输电线路；雷击跳闸故障；对策

前言

雷电作为一种自然现象，因其瞬时性、突变性与大能量，目前为止还无法全面掌握其规律性实现精准控制，输电线路防雷工作是一项长期性、探索性、持续改进的体系工作。更需要从实际运行条件出发，做好相关运行数据的统计，不断积累运行经验，创新防雷工作理念，探索采用更有针对性、有效性的防控措施与方法。

1220kV输电线路雷击跳闸原因分析

1.1塔杆位置设置不合理

220kV高压输电线路是电能传输的主要通道之一，在进行电能传输的过程中会经过很多不同的区域，在研究中发展，山区发生雷击跳闸事故率是平原的4倍左右，因此山区位置的防雷工作是整个输电防雷工作重点。对220kV的高压输电线路造成运行安全危害的雷击主要是直击雷。此外部分地区塔架建设在含有丰富金属矿物的位置，这类地形极易将雷云与大地进行连接起来。再加上铁塔和导线是极佳的导体，输电线路由于具有电荷，拥有吸雷的效果，比其他物体更易遭到雷击。

1.2避雷线的保护角度设置不合理

在架空输电线路中，避雷线的设置将会直接影响到整个线路的安全与稳定，在进行设置的过程中一定要确保其设置的角度科学合理，起到保护导线的作用。避雷线和导线保护角度，也就是避雷线与外侧导线间的连接线与避雷线和对面垂直线间的夹角都有着密切的联系。增加或减小保护角都会对避雷效果产生影响。跳闸的几率和保护角的大小存在正比关系，角度增大导致雷击概率增加，反之雷击概率降低，只有保护角减小到一定角度时，才可能有完全屏蔽雷电的效果。

1.3塔杆接地电阻存在问题

根据相关设计和建设规范里对于220kV输电线路的酒杯型塔杆尺寸以及绝缘子串50%的雷电冲击绝缘能力进行实验，验证电阻与塔杆遭受雷击概率间的关系。结果显示塔杆接地电阻升高会导致遭受雷击的几率增加。这是由于实际运用时，耐雷水平和线路电阻、导线底线几何耦合系数、导线避雷线几何耦合系数、冲击接地电阻、分流系数、杆塔高度与电感等有着数学函数关系。进过对该函数进行分析可知，输电线路的接地电阻的提高，线路的耐雷能力出现下降趋势。要想提高线路耐雷能力一定要使塔杆电阻降低，然而现实中塔杆所处区域的土壤无法进行控制，从而对电阻控制有所影响，一旦电阻过大就会导致出现雷击跳闸事故。

1.4塔杆自身绝缘效果问题

线路塔杆的绝缘能力对于雷击跳闸也存在着一定的影响，在研究中发现，输电线路施工安装的过程中，如果在线路上增加垂串绝缘子的数量，能够有效的降低雷击跳闸事故的发生概率。现实中的输电线路在运行过程中，平原出现的雷击闪络大多出现在合成绝缘子串使用位置，如果合成绝缘子串存在问题，极易造成雷击跳闸。虽然可以提高抗污染能力，但是其防雷能力却下降。

2220KV输电线路雷击跳闸故障的防治对策

2.1杆塔接地装置整治

输电线路杆塔接地装置合格是防雷的基础，按《架空输电线路运行规程》要求对输电线路杆塔接地电阻进行周期性测试，对每基杆塔的电阻值、地网敷设年限、开挖检查的情况进行综合分析，视情况有针对性地进行重新改造敷设地网使不合格地网达到要求；对接地引下线出入土部分锈蚀严重的进行更换；对四腿接地电阻值不平衡的进行开挖检查并修复；对地形复杂、土壤电阻率较高的杆塔可根据需要进行专门设计，采取打垂直接地体、铜包钢接地体、离子接地体等措施对输电线路杆塔接地电阻进行综合整治，以此加强对于输电线路杆塔电阻降低能力。

2.2科学选点安装避雷器

输电线路附近的雷电活动有许多偶然性和不确定性，因此加强特殊区段管理，通过所维护历年雷击记录分析，雷击故障杆塔均处于多雷区或重雷区、山顶、坡度较大的山坡或山峭、附近有水系（河流、水库、鱼塘等）、周围有矿区、大档距、跨大沟等。同时分析雷电定位系统以输电线路杆塔附近地闪密度为依据分析各区段线路走廊的落雷情况，划分多雷区，结合雷电易击区段确定重点防雷杆塔，为日后扩大防雷范围提供判别标准，科学选点安装避雷器，对直线杆塔和耐张杆塔无引流绝缘子串的一般安装线路型纯空气间隙避雷器，对耐张杆塔有引流绝缘子串的一般安装线路型固定空气间隙避雷器。结合巡视或安排雷电活动后对安装好的避雷器运作计数器进行防雷读数分析，也可安装避雷器计数器远传装置，对避雷器在该基杆塔的运行工况进行统计分析，为后期的防雷工作奠定基础。

2.3从设计入手，降低输电线路保护角或增强绝缘配置

例如在以山地为主的区域中进行防雷设计的时候就需要降低避雷角，保持其处于正确的角度中间。一般情况下，保证其角度处于20°～30°之间就可以明显看出避雷效果，通过公式的基本计算，明确好目前杆塔下的有效保护角，也可以根据实际情况进行调整，适当选择负角。不过在雷电灾害频繁区域，有双避雷线线路的时候要将基本角度继续下调。在雷电灾害较多的区域以增加绝缘子片的方式加强绝缘效果，以此减少目前雷击跳闸事故的发生。同时可以建立地区雷电活动情况资料数据库，通过对于其雷电天气的调研工作，寻求其发展规律，从而推动对于输电线路的避雷性能的调整，将后期处理与前期预防有机结合，以此加强对于防雷技术上的研究。

2.4加强对于输电线路防雷设施的检查维护工作

对于输电线路的维护工作一般是分为两个阶段：一个阶段是为了预防雷电灾害而进行输电线路定时的检修与维护，排查相应的风险，增强其抗雷性能；另一个阶段是输电线路遭遇雷电袭击之后进行的后期维护工作。然而在加强对于输电线路的维护工作过程之中需要将前期的防雷检测维护工作与后期遭遇雷电灾害的管理维修工作有机结合起来，将定时检查与不定时抽查的输电线路维修工作落实到位，检查好基本避雷线的架设以及电气设备的基本状况。综合多种维护办法，以提升对于输电线路维护工作与管理水平的方式促进线路防雷水平的提高。

2.5加强对于输电线路的基本监测工作

在监测的过程中寻求抗雷性能的发展趋势与发展规律，明确输电线路耐雷水平以及多种电气设备之间的关系。要加强监测人员的基本巡检工作，利用先进的监测系统，了解好雷电的基本发生规律，记录好相应的数据，为防雷技术的提升以及防雷设备的完善提供更好的理论依据。

输电线路的施工技术人员也要在这基础上提升自身的综合素养，促进专业水平的进步，不仅要有基本经验，同时也要对输电线路的雷害原因进行掌握，提升自身的专业水准，提前进行紧急预案的准备，这样一旦发生雷电事故可以在第一时间内明确对于输电线路的处理方式，以多种处理方式降低经济损失，并且结合实际情况，达到抗雷目的与抗雷效果。降低雷击跳闸的次数，克服自然条件的困难，针对目前输电线路的雷害原因进行处理。

3结语

总之，线路雷击跳闸对电网稳定运行影响巨大。随着电网建设发展和通道及电磁环境相关要求的变化，220kV及以上线路杆塔的高度和同杆架设数量不断增加，总体防雷性能呈现下降趋势。

参考文献

[1]安朝军.220kV输电线路雷击跳闸故障及对策[J].低碳世界.2016(16).

[2]张田敏,张艳玲.供电网安全运行的防雷技术措施[J].中国标准化.2017(10).