關于一起雷擊跳閘事故的分析及防治措施探討

韓斌++楊金成

摘 要：據(jù)統(tǒng)計，輸電線路各類事故中雷擊跳閘事故占有很大比例。通過對哈密地區(qū)一起110 kV雷擊跳閘事故的計算、分析，得出反擊是造成輸電線路跳閘的主要原因，并就此提出幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

關鍵詞：輸電線路；耐雷水平；雷擊跳閘；雷電過電壓

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0037-02

1 事故概述

2014-08-20T04：45：03，國網(wǎng)哈密供電公司110 kV某線路斷路器比率差動保護、距離保護1段、零序保護1段動作跳閘，重合閘成功。故障相別為A、C相。

2 線路參數(shù)及絕緣配置

線路參數(shù)及絕緣配置情況具體如表1所示。

3 事故類型及原因分析

3.1 雷擊事故類型

作用于輸電線路上的雷電過電壓分為感應雷過電壓和直擊雷過電壓。運行經(jīng)驗表明，感應雷過電壓只對35 kV及以下電壓等級的線路造成威脅，因此，本文將不再對其進行過多的分析。直擊雷過電壓又可分為繞擊形成的過電壓和反擊形成的過電壓。

3.1.1 繞擊

在架空輸電線路上方雖然裝設有接地的避雷線，但雷電有時仍能繞過該避雷線直接沖擊到導線上去，使導線電位急劇升高。當導線與桿塔之間的電位差（即作用于絕緣子串上的電壓）大于絕緣子串沖擊閃絡電壓時，絕緣子將發(fā)生閃絡放電，即為繞擊。

3.1.2 反擊

雷電直接擊于桿塔或檔距中央避雷線上，由于桿塔接地電阻較高，接地通道不良，致使雷電流不能及時向大地泄放，會在桿塔或避雷線上產生過電壓，此時塔頂電位（或檔距中央避雷線電位）要遠高于導線電位。當塔頂與導線間的電位差大于

絕緣子串沖擊閃絡電壓，或檔距中央避雷線與導線間的電位差大于空氣沖擊閃絡電壓時，將發(fā)生閃絡放電，即為反擊。

3.2 原因初步分析

根據(jù)變電站所給的保護信息以及現(xiàn)場事故巡視發(fā)現(xiàn)，線路跳閘時，A、C兩相保護同時動作，A、C兩相絕緣子芯棒上均有明顯的放電痕跡，基本可以排除發(fā)生繞擊的可能。反擊引起線路跳閘的可能性最大。下面將通過具體計算來驗證以上推斷。

3.3 具體計算過程

3.3.1 驗算發(fā)生雷擊避雷線檔距中央的可能

圖1所示為65號桿塔的尺寸圖。

根據(jù)雷電監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，2014-08-20T04：45：03左右，查找到位于本次故障點附近處有一次強雷電流回擊，其瞬時雷電流達38.2 kA。此雷電流已經(jīng)超過65號桿雷擊桿塔塔頂部時的耐雷水平，結合放電點位置分析，可以確定此次雷擊跳閘事故由反擊引起。

4 防治措施

線路所處地區(qū)平均海拔超過1 700 m，砂石地質，土壤電阻率高達500～1 000Ω·m。綜合考慮經(jīng)濟和技術兩方面因素，提出以下幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

4.1 改用空氣動力型玻璃絕緣子

此條線路64號～66號桿塔處于III級污穢地區(qū)。為提高線路絕緣水平，可考慮改用外型完全光滑的空氣動力型玻璃絕緣子。此種玻璃絕緣子除自身閃絡電壓高、可零值自爆、風偏小等特點外，還具有污穢物不易在其表面堆積的優(yōu)點。因此，利用玻璃絕緣子調爬方便的特性，合理增加絕緣子片數(shù)，能有效提高線路的耐雷水平。

4.2 架設耦合地線

架設地線的作用主要有兩點：①增大避雷線與導線之間的耦合系數(shù)，從而降低絕緣子兩端電壓（反擊電壓和感應電壓）的分量；②增大雷擊桿塔塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。

4.3 裝設線路型避雷器

線路型避雷器將其伏·秒特性與絕緣子的伏·秒特性相配合，當線路遭受雷擊時，避雷器可靠動作，間隙被擊穿，泄放雷電流能量，以保護絕緣子串不發(fā)生閃絡。為充分利用資金，可積極利用雷電監(jiān)測系統(tǒng)，加強雷電信息采集。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，線路避雷器可優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路雷擊活動頻繁區(qū)域的桿塔、桿塔接地電阻超過設計要求且已發(fā)生過雷擊閃絡的桿塔。本次發(fā)生雷擊跳閘事故的65號桿塔非常適合安裝線路型避雷器。

4.4 采用爆破接地技術

爆破接地技術是通過爆破制裂，再用壓力機將低電阻率材料壓入爆破裂縫中，從而起到改善土壤導電性能的目的。此技術的效果已經(jīng)得到很好的驗證，采用這種技術對廣東220 kV韶郭線300號桿塔的接地裝置進行了改造，將接地電阻從270 Ω降到10.4 Ω，極大地提高了線路的絕緣水平。

5 結束語

做好輸電線路防雷工作，有效提高輸電線路的供電可靠性，對國民經(jīng)濟的建設至關重要。本文提出的幾點提高輸電線路綜合防雷水平的措施對新疆戈壁、山區(qū)輸電線路（尤其是老舊線路）具有十分重要的參考價值。

參考文獻

[1]張紅.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]電力工業(yè)部電力科學研究院高壓研究所.DL/T620—1997 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[S].北京：中國電力出版社，1997.

[3]閆東，張亞鵬，盧明，等.污穢地區(qū)玻璃絕緣子的選用[J].電磁避雷器，2005（05）.

[4]羅真海，何金良.爆破接地技術在降低桿塔接地裝置接地電阻中的應用[J].中國電力，1999（06）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：據(jù)統(tǒng)計，輸電線路各類事故中雷擊跳閘事故占有很大比例。通過對哈密地區(qū)一起110 kV雷擊跳閘事故的計算、分析，得出反擊是造成輸電線路跳閘的主要原因，并就此提出幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

關鍵詞：輸電線路；耐雷水平；雷擊跳閘；雷電過電壓

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0037-02

1 事故概述

2014-08-20T04：45：03，國網(wǎng)哈密供電公司110 kV某線路斷路器比率差動保護、距離保護1段、零序保護1段動作跳閘，重合閘成功。故障相別為A、C相。

2 線路參數(shù)及絕緣配置

線路參數(shù)及絕緣配置情況具體如表1所示。

3 事故類型及原因分析

3.1 雷擊事故類型

作用于輸電線路上的雷電過電壓分為感應雷過電壓和直擊雷過電壓。運行經(jīng)驗表明，感應雷過電壓只對35 kV及以下電壓等級的線路造成威脅，因此，本文將不再對其進行過多的分析。直擊雷過電壓又可分為繞擊形成的過電壓和反擊形成的過電壓。

3.1.1 繞擊

在架空輸電線路上方雖然裝設有接地的避雷線，但雷電有時仍能繞過該避雷線直接沖擊到導線上去，使導線電位急劇升高。當導線與桿塔之間的電位差（即作用于絕緣子串上的電壓）大于絕緣子串沖擊閃絡電壓時，絕緣子將發(fā)生閃絡放電，即為繞擊。

3.1.2 反擊

雷電直接擊于桿塔或檔距中央避雷線上，由于桿塔接地電阻較高，接地通道不良，致使雷電流不能及時向大地泄放，會在桿塔或避雷線上產生過電壓，此時塔頂電位（或檔距中央避雷線電位）要遠高于導線電位。當塔頂與導線間的電位差大于

絕緣子串沖擊閃絡電壓，或檔距中央避雷線與導線間的電位差大于空氣沖擊閃絡電壓時，將發(fā)生閃絡放電，即為反擊。

3.2 原因初步分析

根據(jù)變電站所給的保護信息以及現(xiàn)場事故巡視發(fā)現(xiàn)，線路跳閘時，A、C兩相保護同時動作，A、C兩相絕緣子芯棒上均有明顯的放電痕跡，基本可以排除發(fā)生繞擊的可能。反擊引起線路跳閘的可能性最大。下面將通過具體計算來驗證以上推斷。

3.3 具體計算過程

3.3.1 驗算發(fā)生雷擊避雷線檔距中央的可能

圖1所示為65號桿塔的尺寸圖。

根據(jù)雷電監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，2014-08-20T04：45：03左右，查找到位于本次故障點附近處有一次強雷電流回擊，其瞬時雷電流達38.2 kA。此雷電流已經(jīng)超過65號桿雷擊桿塔塔頂部時的耐雷水平，結合放電點位置分析，可以確定此次雷擊跳閘事故由反擊引起。

4 防治措施

線路所處地區(qū)平均海拔超過1 700 m，砂石地質，土壤電阻率高達500～1 000Ω·m。綜合考慮經(jīng)濟和技術兩方面因素，提出以下幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

4.1 改用空氣動力型玻璃絕緣子

此條線路64號～66號桿塔處于III級污穢地區(qū)。為提高線路絕緣水平，可考慮改用外型完全光滑的空氣動力型玻璃絕緣子。此種玻璃絕緣子除自身閃絡電壓高、可零值自爆、風偏小等特點外，還具有污穢物不易在其表面堆積的優(yōu)點。因此，利用玻璃絕緣子調爬方便的特性，合理增加絕緣子片數(shù)，能有效提高線路的耐雷水平。

4.2 架設耦合地線

架設地線的作用主要有兩點：①增大避雷線與導線之間的耦合系數(shù)，從而降低絕緣子兩端電壓（反擊電壓和感應電壓）的分量；②增大雷擊桿塔塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。

4.3 裝設線路型避雷器

線路型避雷器將其伏·秒特性與絕緣子的伏·秒特性相配合，當線路遭受雷擊時，避雷器可靠動作，間隙被擊穿，泄放雷電流能量，以保護絕緣子串不發(fā)生閃絡。為充分利用資金，可積極利用雷電監(jiān)測系統(tǒng)，加強雷電信息采集。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，線路避雷器可優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路雷擊活動頻繁區(qū)域的桿塔、桿塔接地電阻超過設計要求且已發(fā)生過雷擊閃絡的桿塔。本次發(fā)生雷擊跳閘事故的65號桿塔非常適合安裝線路型避雷器。

4.4 采用爆破接地技術

爆破接地技術是通過爆破制裂，再用壓力機將低電阻率材料壓入爆破裂縫中，從而起到改善土壤導電性能的目的。此技術的效果已經(jīng)得到很好的驗證，采用這種技術對廣東220 kV韶郭線300號桿塔的接地裝置進行了改造，將接地電阻從270 Ω降到10.4 Ω，極大地提高了線路的絕緣水平。

5 結束語

做好輸電線路防雷工作，有效提高輸電線路的供電可靠性，對國民經(jīng)濟的建設至關重要。本文提出的幾點提高輸電線路綜合防雷水平的措施對新疆戈壁、山區(qū)輸電線路（尤其是老舊線路）具有十分重要的參考價值。

參考文獻

[1]張紅.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]電力工業(yè)部電力科學研究院高壓研究所.DL/T620—1997 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[S].北京：中國電力出版社，1997.

[3]閆東，張亞鵬，盧明，等.污穢地區(qū)玻璃絕緣子的選用[J].電磁避雷器，2005（05）.

[4]羅真海，何金良.爆破接地技術在降低桿塔接地裝置接地電阻中的應用[J].中國電力，1999（06）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：據(jù)統(tǒng)計，輸電線路各類事故中雷擊跳閘事故占有很大比例。通過對哈密地區(qū)一起110 kV雷擊跳閘事故的計算、分析，得出反擊是造成輸電線路跳閘的主要原因，并就此提出幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

關鍵詞：輸電線路；耐雷水平；雷擊跳閘；雷電過電壓

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0037-02

1 事故概述

2014-08-20T04：45：03，國網(wǎng)哈密供電公司110 kV某線路斷路器比率差動保護、距離保護1段、零序保護1段動作跳閘，重合閘成功。故障相別為A、C相。

2 線路參數(shù)及絕緣配置

線路參數(shù)及絕緣配置情況具體如表1所示。

3 事故類型及原因分析

3.1 雷擊事故類型

作用于輸電線路上的雷電過電壓分為感應雷過電壓和直擊雷過電壓。運行經(jīng)驗表明，感應雷過電壓只對35 kV及以下電壓等級的線路造成威脅，因此，本文將不再對其進行過多的分析。直擊雷過電壓又可分為繞擊形成的過電壓和反擊形成的過電壓。

3.1.1 繞擊

在架空輸電線路上方雖然裝設有接地的避雷線，但雷電有時仍能繞過該避雷線直接沖擊到導線上去，使導線電位急劇升高。當導線與桿塔之間的電位差（即作用于絕緣子串上的電壓）大于絕緣子串沖擊閃絡電壓時，絕緣子將發(fā)生閃絡放電，即為繞擊。

3.1.2 反擊

雷電直接擊于桿塔或檔距中央避雷線上，由于桿塔接地電阻較高，接地通道不良，致使雷電流不能及時向大地泄放，會在桿塔或避雷線上產生過電壓，此時塔頂電位（或檔距中央避雷線電位）要遠高于導線電位。當塔頂與導線間的電位差大于

絕緣子串沖擊閃絡電壓，或檔距中央避雷線與導線間的電位差大于空氣沖擊閃絡電壓時，將發(fā)生閃絡放電，即為反擊。

3.2 原因初步分析

根據(jù)變電站所給的保護信息以及現(xiàn)場事故巡視發(fā)現(xiàn)，線路跳閘時，A、C兩相保護同時動作，A、C兩相絕緣子芯棒上均有明顯的放電痕跡，基本可以排除發(fā)生繞擊的可能。反擊引起線路跳閘的可能性最大。下面將通過具體計算來驗證以上推斷。

3.3 具體計算過程

3.3.1 驗算發(fā)生雷擊避雷線檔距中央的可能

圖1所示為65號桿塔的尺寸圖。

根據(jù)雷電監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，2014-08-20T04：45：03左右，查找到位于本次故障點附近處有一次強雷電流回擊，其瞬時雷電流達38.2 kA。此雷電流已經(jīng)超過65號桿雷擊桿塔塔頂部時的耐雷水平，結合放電點位置分析，可以確定此次雷擊跳閘事故由反擊引起。

4 防治措施

線路所處地區(qū)平均海拔超過1 700 m，砂石地質，土壤電阻率高達500～1 000Ω·m。綜合考慮經(jīng)濟和技術兩方面因素，提出以下幾點提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的措施。

4.1 改用空氣動力型玻璃絕緣子

此條線路64號～66號桿塔處于III級污穢地區(qū)。為提高線路絕緣水平，可考慮改用外型完全光滑的空氣動力型玻璃絕緣子。此種玻璃絕緣子除自身閃絡電壓高、可零值自爆、風偏小等特點外，還具有污穢物不易在其表面堆積的優(yōu)點。因此，利用玻璃絕緣子調爬方便的特性，合理增加絕緣子片數(shù)，能有效提高線路的耐雷水平。

4.2 架設耦合地線

架設地線的作用主要有兩點：①增大避雷線與導線之間的耦合系數(shù)，從而降低絕緣子兩端電壓（反擊電壓和感應電壓）的分量；②增大雷擊桿塔塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。

4.3 裝設線路型避雷器

線路型避雷器將其伏·秒特性與絕緣子的伏·秒特性相配合，當線路遭受雷擊時，避雷器可靠動作，間隙被擊穿，泄放雷電流能量，以保護絕緣子串不發(fā)生閃絡。為充分利用資金，可積極利用雷電監(jiān)測系統(tǒng)，加強雷電信息采集。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，線路避雷器可優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路雷擊活動頻繁區(qū)域的桿塔、桿塔接地電阻超過設計要求且已發(fā)生過雷擊閃絡的桿塔。本次發(fā)生雷擊跳閘事故的65號桿塔非常適合安裝線路型避雷器。

4.4 采用爆破接地技術

爆破接地技術是通過爆破制裂，再用壓力機將低電阻率材料壓入爆破裂縫中，從而起到改善土壤導電性能的目的。此技術的效果已經(jīng)得到很好的驗證，采用這種技術對廣東220 kV韶郭線300號桿塔的接地裝置進行了改造，將接地電阻從270 Ω降到10.4 Ω，極大地提高了線路的絕緣水平。

5 結束語

做好輸電線路防雷工作，有效提高輸電線路的供電可靠性，對國民經(jīng)濟的建設至關重要。本文提出的幾點提高輸電線路綜合防雷水平的措施對新疆戈壁、山區(qū)輸電線路（尤其是老舊線路）具有十分重要的參考價值。

參考文獻

[1]張紅.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]電力工業(yè)部電力科學研究院高壓研究所.DL/T620—1997 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[S].北京：中國電力出版社，1997.

[3]閆東，張亞鵬，盧明，等.污穢地區(qū)玻璃絕緣子的選用[J].電磁避雷器，2005（05）.

[4]羅真海，何金良.爆破接地技術在降低桿塔接地裝置接地電阻中的應用[J].中國電力，1999（06）.

〔編輯：劉曉芳〕