陇南山区输电线路防雷措施探讨

裴升文，曹建新

（陇南供电公司，甘肃 陇南 742500）

陇南地区位于甘肃省东南边陲，毗邻川陕，境内高山峻岭密布，河谷沟壑纵横，雨量充沛，温暖湿润。受微地形、小气候的影响，山区雷电活动相对强烈，属于甘肃的“多雷区”。陇南山区输电线路多在岩石地带走径，易遭雷击。据统计，2005—2006年，110 kV，220 kV线路共发生事故跳闸16次，其中雷击事故跳闸多达9次，位居所有跳闸原因之首。近年来，陇南供电公司结合实际，进行了输电线路防雷探索，在部分输电线路上采取了加强线路绝缘、安装线路型避雷器等措施，使雷击跳闸率有了一定程度的降低。为了吸取事故教训，总结防雷经验，更加有效地开展防雷工作，笔者在分析陇南山区输电线路雷击形式基础上，从技术和管理2方面对防雷措施进行了探讨。

1 雷击形式

1.1 感应雷

110 kV及以上线路的绝缘水平一般在700 kV以上，而感应雷过电压的幅值一般不超过500 kV，因此，感应雷过电压一般不会引起110 kV及以上线路闪络跳闸。

1.2 反击雷

陇南山区多为石山，地表土层浅薄，土壤电阻率高，约70 %～80 %的输电线路所处地形很差，接地网的布置面积、埋设深度因此受到了一定的限制，杆塔接地电阻普遍偏大或超标。并且，随着接地网的逐渐锈蚀，杆塔接地电阻也逐渐变大，这对线路防雷保护带来了不利影响。对于传统的降阻措施，如换土、包覆降阻剂、加长接地带等，有的难以实施，有的实施后收效甚微。由于杆塔接地电阻不满足设计要求，当雷击杆塔顶部或避雷线时，杆塔顶部电位较高，容易造成反击。2005-04-21，同塔架设的110 kV何玉一、二线同时发生了1次三基多相雷击；2005-07-01、 2006-09-01，220 kV早成线(原碧成线)各发生了1次一基两相雷击。这3次雷击事故有一个共性特点，即同一次雷击事故中发生了多相闪络(一基多相或多基多相)。这3次雷击事故以及2006-08-31在110 kV成徽线上发生的1次中相雷击事故，用绕击的观点显然难以解释，应该认定为反击引起的闪络事故。

1.3 绕击雷

陇南山区输电线路存在较多的大跨越、大高差档距。根据运行经验，沟口大跨越、大高差档距是线路耐雷水平的薄弱环节，处于这些区段的线路比其他区段的线路更容易遭受雷击。从陇南电网雷击事故案例来看，发生雷击事故的110 kV成长线186号塔，同塔架设的110 kV何玉一、二线021号塔，110 kV何玉一、二线008号塔以及110 kV成江二回019号塔，其周边地势起伏较大，多为显著的高山大岭或斜山坡地形，事故点杆塔的其中一侧均为大档距，并且同一次雷击事故中均为单基单相闪络。究其原因，主要有2个方面：一是受地面倾角的影响，导线的暴露弧段相对于平地时增大，因此增加了雷电绕击的概率；二是在大档距中，即使避雷线对边相导线的保护角满足设计要求，但当低空雷云进入线路杆塔侧面时，由于避雷线与导线距离较远，避雷线对边相导线可能失去了有效的屏蔽作用。

2 防雷措施

2.1 技术措施

目前，陇南电网输电线路的防雷措施主要依靠架空避雷线，防雷设施的运维工作主要是保障杆塔接地装置各部分可靠连接和测量接地电阻。实践表明，较为单一的防雷措施，对于陇南山区输电线路而言，根本不能满足防雷要求。以往推行的在老线路上架设耦合地线、包覆降阻剂等措施，有的难以实施，有的实施后效果十分有限。因此，探索既切实可行、又卓有成效的防雷措施就显得十分必要。具体的防雷措施，应根据输电线路在电网中的重要程度，针对不同的雷击形式，综合考虑雷电活动强度、地形地貌及线路结构等实际情况，区别选取。

(1) 加强线路绝缘。对于易遭雷击的区段和杆塔，采取适当增加绝缘子片数或更换大爬距合成绝缘子的方法，既简单易行，又可以增加绝缘子串的干闪间隙，提高输电线路的耐雷水平。应注意的是，这项措施必须在确保塔头间隙、导线对地距离及交叉跨越距离的前提下方可实施。近年来，陇南供电公司对110 kV线路早期挂网的每支合成绝缘子加装了一片普通悬式绝缘子，使这些线路的耐雷水平得到了一定程度的提高。该措施施工简单，投资小，适合在多雷区满足加装条件的线路杆塔上应用。

(2) 采用差异化绝缘方式。为了降低同塔双回线路雷击的同时跳闸率，可按不平衡绝缘原则，调整其中一回线路的绝缘子串片数，使双回线路之间的绝缘子串片数存在差异。采用不平衡绝缘后，雷击时绝缘子串片数少的那回线路就先闪络，闪络后的导线相当于耦合地线，能增加对另一回线路的耦合作用，从而降低另一回线路发生闪络的概率。这项措施，适用于110 kV何玉一、二线，110 kV临玉一、二线及110 kV临石一、二线等已经发生或者有可能发生雷击同时跳闸的同塔双回线路。

(3) 安装线路型避雷器。陇南供电公司于2006年在110 kV何玉一、二线和110 kV七江线共安装了18只线路型避雷器，于2007年又在220 kV早成线(原碧成线)安装了30只，收到了预期的效果。上述线路自安装了线路型避雷器后，安装段未发生过雷击跳闸。

在进行线路型避雷器的选型、安装、运维时，应注意以下几点：一是在选型时，宜优先选用带脱离器和监测计数器的线路型避雷器；二是安装点宜选择在重要线路以及多雷区、强雷区易遭雷击的杆塔上，每个安装点一般仅在两边相安装即可。如未达到预期效果，应分析原因，调整安装地点；三是在雷雨季节，对避雷器需增加巡视次数，每次巡视都应检查避雷器的接地引线是否可靠连接，并记录避雷器的动作情况。打雷后，不管线路跳闸与否，都应及时检查其动作情况；四是对安装线路型避雷器的档距，应利用停电机会，每年打开导线悬挂点和避雷器悬挂点悬垂线夹，认真检查导线振动断股情况；五是宜储备适量的线路型避雷器备品，以便对已挂网的避雷器轮换进行预防性试验，防止因避雷器失试引发线路事故。

(4) 应用接地模块。接地模块是一种新型接地体。其由导电性、稳定性较好的非金属矿物和电解物质组成，能增大接地体本身的散流面积，减小接地体与土壤之间的接触电阻，并具有较强的吸湿保湿能力，使其附近的土壤电阻率降低，且耐腐蚀性强，因而能获得较小的接地电阻和较长的使用寿命，特别适用于陇南山区的高电阻率土壤。这项措施，暂未在陇南电网应用，但宜积极在高土壤电阻率地区的重要输电线路上试用，以观后效。

采取上述防雷技术措施后，陇南电网输电线路的雷击跳闸率有了明显下降。综合治理前，2005年、2006年雷击跳闸率分别为0.49、0.61次/(百公里·年)；采取加强线路绝缘、安装线路型避雷器等措施后， 2007年、2008年雷击跳闸率分别为0.23、0.12次/(百公里·年)。

2.2 管理措施

(1) 在设计阶段，运行单位应参照同地区已运行线路的防雷经验，及时向设计单位提出改善接地电阻、加强线路绝缘的具体需求建议。

(2) 严把新建工程竣工验收关。应特别关注接地网的焊接质量，接地网必须经验收合格方可回填土，并在验收中逐基测量接地电阻，确保新建工程不给运行留有隐患。

(3) 加强接地装置及绝缘子的运维工作。一方面，应在定期巡视中检查处理接地装置各部分的可靠连接及接地网外露问题， 并按规定周期测量接地电阻。特别指出，每次测量结果都应与历史数据进行对比，如测量结果不符合设计要求或阻值变化较大，应立即开挖检查接地网，一旦发现其严重锈蚀或断裂，应及时进行更换处理。另一方面，应加强绝缘子的定期巡检，及时更换劣质、破损绝缘子。

(4) 规范雷击事故巡视工作。发生雷击事故后，应尽可能了解事故时的气象信息，仔细辨别电弧灼伤痕迹，收集整理事故点杆型、档距、与相邻杆塔高差、地形地貌、导线排列方式、绝缘子型式及整串绝缘子片数、事故点照片等资料，实测杆塔接地电阻，及时分析总结，预防同类事故再次发生。

3 结束语

陇南山区输电线路的雷击形式既有反击又有绕击。具体的防雷措施，应针对易受雷击区的雷击形式选取。加强线路绝缘、采用差异化绝缘方式、安装线路型避雷器、应用接地模块等措施具有“实际、实用、实效”的优点，宜区别情况综合应用。要做好防雷工作，在注重防雷技术的同时，也不可忽视基础管理。