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減少通化電網(wǎng)輸電線路雷擊跳閘故障的措施

文檔作者：蘇新，郭鑫文檔來源：國網(wǎng)吉林通化供電公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月02日
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上一篇：隴南山區(qū)輸電線路防雷措施探討

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2015年10月
第43卷 第5期(總第240期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Oct．2015
Vo1．43 No．5(Ser．No．240)
減少通化電網(wǎng)輸電線路雷擊跳閘故障的措施
M easures to Reduce Transmission Line Lightning Trip—out Fault
in Tonghua Power Grid
蘇 新，郭 鑫
(國網(wǎng)吉林通化供電公司，吉林通化 l34001)
摘 要：在對(duì)通化地區(qū)220 kV輸電線路雷擊跳 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，通過理論計(jì)算，對(duì)輸電線路反擊和繞擊2
種跳閘故障的影響因素進(jìn)行了分析，結(jié)合通化電網(wǎng)防雷的實(shí)踐，進(jìn)行合金接地體改造，有效降低了桿塔的接地電
阻，提高反擊耐雷水平，此外安裝架空耦合地線以提高防雷效果。對(duì)新建線路設(shè)計(jì)提出采用零保護(hù)角或負(fù)保護(hù)角、
安裝線路避雷器等建議。
關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷；避雷器；耐雷水平
Abstract：Lighting is an important factor causing the transmission line fault tripping,it seriously affect the security
and stability of the transmission lines． Fhis paper added up Tonghua area 220 kV transmission line lighting trips，
analyzed counter—attack and around—attack of transmission line lighting trips． Besides， this paper put forward
reasonable proposals for maintenance of transmission lines based on practical experiences of lighting prevent in
Tonghua power grid ．Reasonable suggestions such as installation of line lightning arrester，using zero angle or
negative protect horn are put out on the new circuit design．
Key words：transmission line；prevent lighting；lightning arrester；withstanding level
中圖分類號(hào)：TM727．22；TM862．1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：t009—5306(2015)05—0046—02
雷擊是引起輸電線路跳閘故障，影響輸電線路
安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。吉林省通化地區(qū)2／
3以上的面積為山區(qū)，屬中溫帶濕潤氣候區(qū)，年平均
雷暴日為36．7天，雷電活動(dòng)頻繁。在陰雨天氣下，雷
云容易集中在山區(qū)內(nèi)部，加上線路多數(shù)順山脊延伸，
線路極易遭受雷擊。從2004至2013年1O年統(tǒng)計(jì)的
220 kV線路跳閘故障來看，雷擊故障占輸電線路總
故障率的89．2 ?？梢?，雷擊故障影響輸電線路安
全運(yùn)行日益顯著，積極探索輸電線路防雷措施對(duì)于
保障電網(wǎng)安全運(yùn)行至關(guān)重要。
1 雷擊跳閘統(tǒng)計(jì)
輸電線路的雷擊類型按照雷擊輸電線路的部位
不同，可劃分為感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。目
前，66 kV 及以上等級(jí)的高壓輸電線路普遍裝設(shè)了
架空接地線，使輸電線路發(fā)生感應(yīng)雷過電壓而跳閘
的概率明顯降低。直擊雷過電壓跳閘故障分為3種
情況，即雷擊桿塔塔頂引起反擊而跳閘(稱為反擊)，
雷擊避雷線檔距中央和雷電繞過避雷線直擊于導(dǎo)線
(稱為繞擊)【1]。通化電網(wǎng)的高壓輸電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
表明，在檔距中央由于雷擊避雷線引起跳閘事故是
極為罕見的，跳閘事故普遍為反擊和繞擊造成的。通
化地區(qū)220 kV 線路2004至2013年雷擊跳閘故障
統(tǒng)計(jì)見表l
2004至2013年，通化電網(wǎng)220 kV輸電線路共
發(fā)生12次雷擊跳閘，其中2012年，線路雷擊跳閘率
達(dá)到0．615次／(100 km ·a)，高于《國家電網(wǎng)公司
輸變電設(shè)備防雷工作管理規(guī)定》的0．315次／(100
km ·a)的要求。
2 雷電反擊分析及改造
2．1 雷電反擊分析
當(dāng)雷擊桿塔塔頂或避雷線時(shí)，線路絕緣上電壓
的幅值會(huì)隨著雷電流的增大而增大，當(dāng)線路絕緣上
收稿日期：2015-07—24
作者簡(jiǎn)介：蘇新(1 985)，男，碩士研究生，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作。
·46·
2015年1O月
第43卷 第5期(總第240期)
Oct．2015
Vo1．43 No．5(Ser．No．240)
表1 通化地區(qū)220 kV線路雷擊跳閘故障統(tǒng)計(jì)
時(shí)間 閃絡(luò)線路 鐾 類型
電壓大于絕緣子串沖擊閃絡(luò)電壓時(shí)，絕緣子串將發(fā)
生閃絡(luò)，導(dǎo)致輸電線路反擊跳閘 ]。桿塔反擊時(shí)的耐
雷水平可以用式(1)來計(jì)算。
— — (1)
(1～尼)EP(R + )+ ]
式中： 為雷擊桿塔的耐雷水平；U 。 為絕緣子串的
沖擊閃絡(luò)電壓；k為導(dǎo)線地線間的耦合系數(shù)； 為分
流系數(shù)；R。j為接地電阻；L 為桿塔等效電路電感；ha
為導(dǎo)線懸掛的平均高度。
從式(1)可知，雷擊桿塔時(shí)的耐雷水平與 、
L R k和 有關(guān)。在輸電線路運(yùn)行過程中，往
往以降低R j和k作為提高耐雷水平的主要手段。
2．2 技術(shù)改造
由于通化地處山區(qū)，土壤電阻率相對(duì)較高，普通
的鋼材料型接地對(duì)降低桿塔接地電阻效果并不是很
好，采用下設(shè)接地模塊、合金接地體改造以及對(duì)桿塔
區(qū)域進(jìn)行土壤更換的方式來減小桿塔接地電阻。
2012年，對(duì)220 kV長鄭線進(jìn)行合金接地體改造，有
效降低了桿塔的接地電阻，圖1為利用Matlab分析
得出的接地電阻改造前后輸電線路反擊耐雷水平的
變化情況，可見線路的反擊耐雷水平明顯提高。
提高k可以減少絕緣子串上電壓和減少感應(yīng)過
電壓，因此同樣可以提高耐雷水平。常用措施是將單
避雷線改為雙避雷線，或在導(dǎo)線下方增設(shè)架空地線
(稱為耦合地線)，其作用是增強(qiáng)導(dǎo)線、地線間的耦合
作用，同時(shí)也增加了地線的分流作用。通化公司所轄
220 kV云水線9號(hào)至49號(hào)區(qū)段位于原始山區(qū)，山
高林大，先前多次發(fā)生雷擊，2012年安裝架空耦合
地線后，雷擊情況明顯減少，防雷效果較為明顯。
o 5 10 l5 20 25 30
桿塔號(hào)
圖1 接地電阻改造前后桿塔反擊耐雷水平的變化情況
3 雷電繞擊分析及防范措施
3．1 雷電繞擊分析
通化電網(wǎng)的雷擊跳閘事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，
83 以上的跳閘事故均為雷電繞擊線路引起的。而
其中故障桿塔高度超過30 m 的占83％，故障發(fā)生
地點(diǎn)處于山谷或山頂?shù)恼?6％，可見在地線保護(hù)角
確定的情況下，桿塔高度和地形是影響線路繞擊率
的重要參數(shù)。DL／T 62o～1997(<電力設(shè)備過電壓保 護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程5中用以下公式計(jì)算山區(qū)雷擊桿塔="護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程5中用以下公式計(jì)算山區(qū)雷擊桿塔" 繞擊率P="繞擊率P" lg="lg" P="P" 一="一" o="o" 為避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保="為避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保" 根據(jù)此經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不同桿塔高度的繞擊率="根據(jù)此經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不同桿塔高度的繞擊率" _x005F_x0031_0="10" _x005F_x0038_="8" _x005F_x0036_="6" 甜="甜" 相="相" _x005F_x0034_="4" _x005F_x0032_="2" _x005F_x0030_="0" 圖2="圖2" _x005F_x00B7_47="·47" _x005F_x00B7_="·" 加="加" m="m" 舳="舳" 衄灌懵="衄灌懵" _x005F_x0032_015年1O月="2015年1O月" 第43卷="第43卷" 參考文獻(xiàn)="參考文獻(xiàn)" 防范措施="防范措施" 在40="在40" 用負(fù)保護(hù)角的500="用負(fù)保護(hù)角的500" kV通豐一二號(hào)線在防雷上取得="kV通豐一二號(hào)線在防雷上取得" 將線路避雷器應(yīng)用在輸電線路雷電活動(dòng)強(qiáng)烈或="將線路避雷器應(yīng)用在輸電線路雷電活動(dòng)強(qiáng)烈或" 由于輸電線路桿塔數(shù)量多且給每基桿塔都加裝="由于輸電線路桿塔數(shù)量多且給每基桿塔都加裝" 通化鋼鐵股份有限公司電源線路220="通化鋼鐵股份有限公司電源線路220" kV通桃甲乙="kV通桃甲乙" _x005F_x00B7_50="·50" _x005F_x0031_730="1730" _x005F_x0031_="1" 吳="吳" 結(jié)束語="結(jié)束語" 裝架空耦合地線可以有效地防止雷電反擊跳閘故="裝架空耦合地線可以有效地防止雷電反擊跳閘故" 四川I電力="四川I電力"></電力設(shè)備過電壓保>

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