500kV输电线路雷击故障分析与防治

500kV输电线路雷击故障分析与防治

周宗飞

1输电线路雷击跳闸事故的原因分析

1.1自然因素

雷电活动有很强的气候特征和区域特点。近年来，因为气候恶化等自然因素也形成雷电活动的增加，据数据显现：我国雷电自然灾害在近十几年中有不断上涨的迹象。而一些降雨多发区域以及山区、峡谷等典型地域气流活动更加剧烈，落雷的概率也随之增加。

1.2避雷线的保护角

在防雷办法中架设避雷线是高压输电线路最有效的办法。避雷线的保护角的大小与防雷效果有着密切的联系。跳闸率随着保护角的增大而增加，绕击率则随着保护角的减小而降低。当保护角降低到一定程度时乃至能够起到屏蔽效果，保护导线不受到绕击。因而避雷线的保护角设置不合理是形成雷击故障的因素之一。

1.3线路的绝缘水平

根据相关部分的计算成果，前期投入运行的线路在投运的前期有着极好的防雷效果，可是因为各种因素，运行若干年后，最初的规划方案现已无法抵挡现在的雷电突击，而且因为长时间受到风吹、日晒、沙尘等恶劣自然条件的影响，绝缘能力逐步降低，因为没有及时有效的维护，随着接地体通流能力的降低，将引起跳闸率显着增加。

1.4杆塔接地电阻

杆塔接地电阻值的大小决定了将雷电传导至大地的能力，阻值越小，传导能力越强。假如阻值过大，雷击时很多的电荷无法快速释放将抬高塔头电位，有可能形成绝缘击穿，提高了断路器跳闸的概率。通常状况下，在通过各种办法进行降阻处理后，接地体的阻值在短期时间内根本符合要求，可是随着降阻剂的丢失以及腐蚀等因素，接地电阻的阻值逐步上升。假如没有定时的对线路接地体和引下线进行腐蚀状况检查，加之测验接地电阻时的测量误差等状况，将引起线路的接地电阻无法满足防雷要求。受到雷击时就容易发生跳闸事故。

2线路耐雷水平影响因素的研究

2.1影响反击耐雷水平的因素分析

影响反击耐雷水平的因素重要包含杆塔高度、接地电阻、绝缘子片数等。杆塔高度是决定输电线路反击耐雷水平的一个重要因素，随着杆塔高度的增加其落雷的概率将增加，因素重要有两个：引雷面积跟塔高正相关；塔顶被雷击中时，雷电波在杆塔中正向传播的时间与反向回来的时间都与杆塔的长度正相关，塔头及横担电位由此上升，引起发生反击的可能性增加。接地电阻值的大小决定了传导雷电的能力。绝缘子片数决定了绝缘子串两头的闪络电压，因而，绝缘子片数与高压线路的耐雷水平密切相关。挑选输电线路的绝缘子片数时重要考虑工作电压的影响，按污秽条件挑选绝缘子片数后，再按操作过电压进行校验。通常绝缘子的绝缘强度不按大气过电压的要求来挑选，而是根据已选定的绝缘水平对线路的耐雷功能进行估量，仅在单个高塔、大跨过和需求提高耐雷水平的场合才考虑恰当增加绝缘子的片数。

2.2影响绕击耐雷水平的因素分析

影响绕击耐雷水平的因素重要有杆塔高度、地上倾角、绝缘水平、绝缘装备方法、击距公式及风摆角等。杆塔的高度不同其绕击跳闸率也不同。因为杆塔的构造、摆放方式以及几许参数决定了屏蔽弧和暴露弧的规模和位置。通过对杆塔结构进行优化能够减小线路的暴露弧规模，增强线路的的防绕击能力。有研讨显现：当地上倾角在时，绕击跳闸率与地上倾角的变化为正相关。高于时，绕击跳闸率与地上倾角的变化为负相关。所以在地上倾角增大到之前，跳闸率随着视点的增大而增大。当大于时，跳闸率则随着视点的增大而减小。绝缘子的片数对高压输电线路的绕击耐雷水平也有着直接的影响，输电线路的防雷能力随着绝缘子片数的增加而加强。故根据输电线路所在的地域特征、气候特征等进行合理的装备，能够提高其绕击耐雷水平。对双回线路的A、B、C三相采取不平衡绝缘装备方法（对容易遭受绕击的中相导线多悬挂一片绝缘子）与采取平衡装备方法相比，绕击跳闸率有显着的降低。因而，在线路的实践运行时选用不平衡绝缘装备方法，能够提高线路的抗绕击能力。击距公式不同，绕击跳闸率也有显着的不同。至于哪种击距公式的计算成果更符合实践状况还没有定论。需求对现有的模型进行不断的修正和完善能力找到更挨近实在绕击闪络机理的模型和表达式。当风速较小时对耐雷功能的影响较小，能够忽略。而当风速较大时，风摆角增大，对输电线路的绕击跳闸率有着显着的影响。雷雨气候时，常常伴随着劲风所以风速的影响更不容忽视。特别是对于跨山沟和沿山顶的线路，其所在环境的风速通常都比较大，风速的影响更应该引起重视。

3高压输电线路雷击跳闸的防范措施

3.1架设避雷针

实践表明，安装可控放电避雷针及防绕击避雷针是防雷的重要措施之一。安装这些安装能够有效提高输电线路的防雷能力，实在降低线路的雷击跳闸率。避雷针的安装能够增大塔头邻近导线、地线的耦合系数，减小效果在绝缘子串上的电压，起到提高耐雷水平的效果。防绕击避雷针的规划，除了最大极限地满足防雷击的电气特性以外，安装于架空线路时还应当考虑到其所必需的各项机械功能。满足防雷击的电气特性是指降低绕击率。安装于架空电力线路所需的机械功能是指其应具有满足的握力、通流能力、抗振荡疲惫的能力和抗不均匀覆冰改变的能力。同时其频率特性及线夹出口振荡角也应当符合相关标准的要求。

3.2减小避雷线的保护角

为现已运行的输电线路装设防绕击避雷针，使金属侧针水平方向

从避雷线挂点向外伸以减小塔头邻近的保护角，然后增大保护规模。根据塔形的特点，将安装防雷侧针后的保护角设定全部小于，部分塔形乃至是负角。发生雷击时，避雷针的接闪效果显着，能够将较大的雷电流引向避雷针，然后降低绕击发生的概率。

3.3增加线路的绝缘水平

输电线路的防雷击跳闸能力与线路的绝缘能力正相关。合理有效地对绝缘装备进行调整，并采取相关办法提高输电线路的绝缘能力将能有效的降低雷击跳闸事故。

3.4降低杆塔的接地电阻

通过对腐蚀严重，检测不合格的杆塔接地网进行替换改造，采取科学有效的降阻办法，能够降低杆塔的接地电阻，提高输电线路的耐雷水平，减少因接地电阻超支而引起的雷电反击跳闸次数。

结束语

输电线路防雷，应根据不同域雷电活动特点，综合分析雷击故障的原因，然后采取相应的办法。因为雷电活动的特殊性，要从根本上根绝线路雷击跳闸的发生是十分困难的，但雷电活动也有一定的规律性，只要掌握其规律，采取有效的管理措施，一定能够减少雷击闪络故障的发生，然后降低线路的雷击跳闸率，有效保障电网的安全运行和可靠性。

参考文献：

[1]李振平.输电线路差异化防雷技术与策略探讨[J].科技展望.2015（28）

[2]谢群.架空输电线路防雷措施分析[J].科技与企业.2013（23）

[3]马钊.500kV输电线路雷击跳闸原因分析及防范措施[J].河北电力技术.2015（02）