35kV线路雷击断线技术分析

谢进宝

（国网四川省电力公司乐山峨眉山市供电公司，四川 峨眉山 614200）

35kV线路雷击断线技术分析

谢进宝

（国网四川省电力公司乐山峨眉山市供电公司，四川 峨眉山 614200）

35kV电力线路发生雷击断线事故会造成巨大损失，影响正常的城市电力输送。通过雷击导线耐雷水平演算、GPS雷电定位和线秆绝缘子性能改善可以大幅降低雷击断线事件的发生。本文就围绕35kV九龙线的雷击断线技术分析报告展开调查，分析雷击原因，并提出了技术应对措施。

35kV输电线路；雷击因素；措施

2011年6 月19 日16 ：45调度通知35kV九龙线速断动作，有单相接地现象。19：10经巡线班巡视发现，35kV九龙线#23杆右边相导线断线脱落（如图1所示）；2011年6月20日经检修班组抢修，将右边相导线重新压接，更换三相雷击绝缘子。

一、技术分析

根据导线断线截面分析：导线铝股、钢芯有明显的烧伤痕迹；#23杆三相绝缘子全部被雷击；可以确定导线被雷击是导致事故的直接原因。

1 地理原因

#23杆线路走廊附近为平原地带，线路通道两边300米以内没有7米以上建筑，导致雷电击中电杆、线路几率增大；由往年的雷击情况统计，此线路段是雷电活动频繁区，并有多次雷击线路记录。

2 线路本体原因

（1）35kV九龙线为35kV龙池变电站与外界联络的35kV线路，于1967年投运，全线共有电杆112基，属于设备老化严重的老旧线路。本线路已经运行了40多年，当初的设计只考虑了防污级别的绝缘配合（由于污区范围变化，绝缘子配置已经不能满足目前的要求，无法达到III级污区爬电比距要求），并没有考虑防雷方面的设计，如架空地线等；

（2）后经技术改造，重新沿电杆外侧敷设了接地引下线和接地电阻，用于防直击杆塔的雷电，但雷击导线次数远远大于雷击电杆次数，所以实际中当雷电击中导线时防雷效果并不明显；

（3）本段线路在#22杆安装线路型避雷器1组，根据数据显示#22杆附近落雷次数有17次，但#22杆并未发生绝缘子闪络。而临近的#23杆发生绝缘子闪络并导致断线；说明避雷器对#22杆起到了保护作用，但是#23杆超出了（也存在一定的偶然性）避雷器保护范围绝缘子闪络并导致断线，如图2所示，实际档距180m。

3 管理原因

由于#23杆为直线杆，而雷击瓷质绝缘子发生的闪络痕迹一般在绝缘子的上表面，直线杆在日常运行中比较难于观察到绝缘子的上表面，所以在日常巡视中未能及时发现绝缘子上表面是否有发生闪络的痕迹，最终导致缺陷未能及时发现。

4 相关计算

（1）基本资料

根据绝缘子串放电电压计算公式：

其中：U50%—正极性50%冲击放电电压，kV；

n—绝缘子片数。

#23杆绝缘子片数为3片，得到绝缘子串放电电压为353.5kV。也就是当绝缘子串两段电压达到353.5kV时绝缘将发生闪络。

（2）由于未发现可能发生雷击杆塔的落雷点，所以本分析报告未对雷击杆塔情况进行分析。

（3）雷击导线耐雷水平计算

其中：Z—雷击点左右侧导线波阻，一般单根导线取400Ω。

由此确定#23杆两端导线在发生雷击导线时的耐雷水平为3.535kA。

（4）雷击导线附近地面线路感应雷等效电压

当S＞6m时：

其中：

Ui—感应雷过电压幅值，kV；

I—雷电流幅值，kA；

hc—导线悬挂平均高度，m；

S—落雷点与线路水平距离，m。

感应雷电压计算：

由此确定22次雷击中2010-8-12 21∶36的落雷产生最大电压为-119.3kV，2010-9-20 22∶56的落雷产生的最小电压为-9.6kV，都小于绝缘子串闪络电压353.5kV所以不会照成绝缘子串发生闪络。

表1

从以上计算及分析结果可以看出，2010-7-25 6∶26落雷点位于线路档内，考虑导35kV导线线间距离较小，雷电在导线之间穿过的可能性非常小，所以可以确定此次雷电活动直击到导线上，由于雷击导线的耐雷水平只有3.535kA，但雷电流幅值为33.6kA，所以导致两段绝缘子闪络，但是由于#22杆安装了避雷器所以#22杆没有发生闪络，而#23杆在高于耐雷水平将近10倍的雷电流冲击下发生了绝缘子闪络，导线烧伤。在日常负荷运行中，由于导线有效载流面积减小，导致导线温度升高，加剧了导线钢芯的损伤（经运行部门确认近半年无线路超载），在长时间运行应力下，导线已经不能满足运行要求，在某一不确定时间发生断裂，断线事故发生（如图3所示）。

二、技术措施

1 由于此线路为运行多年的老旧线路，不具备增加架空地线的条件，所以不能采取最为有效、运行及维护成本较低的增加架空地线方案，但是在以后新建35kV线路可以考虑。

2 由于35kV的交叉跨越问题比较多，具备增加绝缘子片数的杆塔很少，接下来统计交叉跨越情况，适当对雷击易发区增大绝缘配置。

3 分析此线路段雷击记录，选定合适杆塔安装线路型氧化锌避雷器，但是由于氧化锌避雷器造价较高，保护范围较小，将增加线路投资。运行中还需要完善氧化锌避雷器定期试验、更换等方面的运行管理技术措施。

4 采用GPS定位技术统计出我局管辖的所有35kV线路定位坐标，配合雷电定位系统，查询往年线路通道内落雷点相对密集区，安装避雷器对线路进行保护。

5 根据雷电定位系统在雷雨季节统计线路500m范围内的落雷点信息，在配合停电的时间对有可能造成雷击的杆塔开展有针对性的登杆检查（包括雷击点统计资料建立，有可能造成雷击的杆塔的检查记录）。

6 坚强巡视管理，对雷击等类似的巡线工作应采取人员交叉巡视、班组长亲自巡视等方法，避免单一巡视人员的工作能力差异影响缺陷的判断；加强望远镜等巡视工具的配置，使缺陷发现率提高。

结语

绝缘子串放电压、导线耐雷水平计算为此次雷击断线的原因奠定了理论基础。在未来新35kV架空线路的构建中，应该充分考虑其杆塔保护接地和绝缘子串的安装问题，做好线路的防雷保护接地工作。并且坚持全过程的质量控制和日常维护，始终保持配电线路处于接地效果良好且安全的运行状态中。

[1]GB 50061-97，66kV及以下架空电力线路设计规范[S].

[2]输电线路运行手册[Z].

[3] 输电线路绝缘子运行技术手册[M].北京：中国电力出版社.

TM726

A