輸電線路防雷風險評估技術及治理措施

【摘要】介紹雷害對輸電線路的影響，描述開展差異化防雷風險評估的目的和評估流程。另外，應用差異化評估系統(tǒng)對輸電線路進行防雷風險評估并提出治理措施，使防雷工作更上一個新的臺階。

【關鍵詞】雷害；差異化風險評估；評估流程；治理措施

Lightning prevention risk assessment technology and control measures of Transmission line

WU Bo

（Power Research Institute of State Grid Ningxia Power Co.，Yinchuan Ningxia 750011，China ）

Abstract：Introduce the influence of lightning disturbance on the transmission line， describe the purpose of differential lightning prevention risk assessment and assessment process. Besides， lightning prevention risk assessment and control measures of transmission line were put forward by using application of differential evaluation system. Lightning protection work once again rose to new heights.

Key words：lightning risk；differential risk assessment； assessment process； control measures

1.引言

雷擊架空輸電線路時可能引起線路開關跳閘而造成停電事故，或造成電氣設備損壞、甚至系統(tǒng)瓦解等惡性事故。在我國高壓輸電線路的總跳閘次數中，由雷擊引起的線路跳閘事故占較大比重，尤其在雷電活動強烈、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)，雷擊輸電線路而引起的事故率更高。本文通過借助防雷風險評估系統(tǒng)對XX輸電線路防雷狀況進行評估，形成評估結論，提出有針對性的治理措施。

2.差異化防雷風險評估的目的

架空輸電線路的雷擊事故以及線路走廊的雷電活動、線路特征等方面都存在差異。因此，輸電線路的防雷應充分考慮影響輸電線路耐雷性能各因素的差異，如線路走廊雷電活動的差異、線路結構特征的差異以及地形地貌的差異，以“差異化防雷”的思想指導線路防雷，找出線路中防雷性能薄弱的桿塔，對這些桿塔進行有針對性的防雷設計、改造。差異化防雷技術既可以提高輸電線路的可靠性，又能避免不合理的設計、改造所造成的浪費，取得事半功倍的效果，提高防雷工程的技術性和經濟性。

3.防雷風險評估的流程

輸電線路防雷性能評估是分析線路雷擊故障原因、評價故障風險、評估防雷措施效果，并指導防雷方案制定的重要手段。線路防雷性能評估的方法，是依據實際的線路參數（包括雷電活動、地形特征、桿塔塔型、各類防雷措施等），采用繞擊閃絡計算方法和反擊閃絡計算方法對線路的反擊和繞擊性能進行計算，進而得到總體的防雷性能。線路差異化防雷性能評估的一般流程包括：（1）根據線路防雷性能評估的目的與要求，選定合適防雷性能計算方法，并確定性能評估所需的基本參數及其要求。（2）根據計算方法的要求，收集與線路防雷性能及雷擊故障風險有關的基本參數，包括線路走廊地區(qū)的雷電活動參數，線路所處的地形地貌，線路的塔型、絕緣水平、接地電阻等參數，線路已采取或計劃采用的防雷措施，以往雷擊故障等。（3）根據選定的計算方法及收集到的基本參數建立計算模型，對線路當前的防雷性能進行評估；評估線路已采取或計劃采取防雷措施的效果時，可通過改變計算模型的相應參數進行分析。（4）必要時將評估結果與以往雷擊故障進行對比分析，并對計算的模型及參數予以修正。

4.輸電線路風險評估。750kVXX線全長161.94km，共348基桿塔，為單回線路。全線除安裝2條避雷線外，無其它防雷措施，線路運行至今未發(fā)生雷擊跳閘故障。線路特征參數統(tǒng)計如下圖。

4.1繞擊閃絡風險評估結果。沿線逐基桿塔繞擊跳閘率計算結果如圖2所示，全線不同繞擊閃絡風險等級桿塔分布如圖3所示。繞擊A、B、C、D各級的桿塔數量比例為56.03%、24.43%、10.06%、9.48%，即有80.46%的桿塔具有相對較好的繞擊防雷性能，有19.54%的桿塔繞擊防雷性能不理想，繞擊閃絡風險很高。

4.2反擊閃絡風險評估結果

沿線逐基桿塔反擊跳閘率計算結果如圖4所示，全線不同反擊閃絡風險等級桿塔分布如圖5所示。反擊A、B、C、D各級的桿塔數量比例為99.43%、0.29%、0.00%、0.29%，即有99.71%的桿塔具有相對較好的反擊防雷性能，有0.29%的桿塔反擊防雷性能不理想，反擊閃絡風險很高。

4.3雷擊閃絡風險評估結果。沿線逐基桿塔雷擊跳閘率計算結果如圖6所示，全線不同雷擊閃絡風險等級桿塔分布如圖7所示。雷擊A、B、C、D各級的桿塔數量比例為58.05%、25.29%、9.77%、6.90%，即有83.33%的桿塔具有相對較好的防雷性能，有16.67%的桿塔防雷性能不理想，雷擊閃絡風險很高。

5.輸電線路差異化防雷改造方案

5.1防雷措施選擇。根據XX線路歷年來的運行經驗、雷擊閃絡特征以及各種防雷措施的優(yōu)缺點和適用范圍，在對XX線路進行防雷改造時，主要采用安裝線路避雷器、安裝塔頂避雷針及降阻三種措施進行防雷改造。（1）安裝線路避雷器。氧化鋅避雷器可完全防護線路繞、反擊，但考慮到750kV避雷器造價較高，在改造方案中建議僅對危險等級最高且其他防雷措施難以防護的桿塔進行安裝，如大檔距桿塔等。（2）安裝可控放電避雷針?？煽胤烹姳芾揍槹惭b于塔頭，可有效提高桿塔的引雷能力，增強桿塔對其附近導線的雷電屏蔽能力，從而降低雷電繞擊導線的概率，減小繞擊閃絡率。同時，因750kV線路耐雷水平較高，也不會變向增加反擊閃絡率。因此，其為750kV線路繞擊防護的可靠手段，但因其防護范圍有限，塔頭周圍效果明顯，超過塔頭保護范圍的大檔距中央段難以保護，此時應使用其他防護措施予以代替或補充。（3）接地降阻。降低接地電阻為有效的防反擊措施，改造方案中建議針對接地電阻不合格的桿塔進行改造。

5.2防雷改造原則。根據該線路已有的雷擊跳閘記錄，結合雷擊風險評估結果及影響雷擊跳閘線路特征、地形地貌等因素，確定需進行防雷改造桿塔的范圍及改造原則如下：（1）發(fā)生過雷擊故障桿塔；（2）繞擊風險等級為D的大檔距桿塔或山頂；（3）繞擊風險等級為D的其他桿塔；以下是桿塔改造的詳細信息：

6.結束語

已往的架空輸電線路防雷評估工作主要基于人工、手動的方式進行數據錄入、模型計算、結果分析等，工作量相對較大，應用“輸電線路差異化防雷評估系統(tǒng)”，可盡可能減少線路基本信息人工計算量、保證了數據的準確性。通過應用差異化防雷評估系統(tǒng)使輸電線路防雷評估工作更上了一個新的臺階。

參考文獻

[1]胡毅.輸電線路運行故障分析與防治.中國電力出版社，2007.

[2]金龍哲.輸電線路運行.中國電力出版社，2010.

作者簡介

吳波，男，1983年11月出生，工學學士，現就職于國網寧夏電力公司電力科學研究院，主要從事輸電線路設備評價及專業(yè)技術管理工作.