针对房山区35kV双回架空线雷击同时跳闸的问题分析与建议

徐扬　韩轶

摘要：自2008年以来，北京市房山供电公司所属多条同塔并架双回线的35kV线路，出现了多次双回线路同时雷击跳闸的问题。本文在介绍雷击主要特征和危害的基础上，重点分析了35kV架空线路雷击的特点，并结合近几年房山区35kV架空线路的雷击事故案例，根据线路的地形特点、线路防雷设施、雷电特点等情况综合分析造成35kV架空线路同塔并架双回线遭雷击同时跳闸的可能原因，并针对可能原因提出可行的防治措施和建议方案，用来给实际改造和防雷击建设提供参考和指导。

关键词：同塔双回；雷击跳闸；防雷击措施

0 引言

房山区由于地处丘陵和山地，输电线路的海拔高、跨地距离长、气象环境尤其复杂，导致杆塔高度增加、线路暴露部分长、引雷半径也增大，因此电网雷击事故更为常见，对已防雷保护的技术要求也更为严格。近几年，房山区供电公司的多条同杆并架35kV输电线路，多次发生双条线路同时雷击跳闸的事故。我们应该根据线路的地形特点、线路防雷设施、雷电特点等情况综合分析造成双条线路跳闸的原因，并针对这种特殊的线路雷击事故采取更为实际有效的防御方法，降低输电线路的跳闸率。

1 线路防雷的主要性能指标

衡量线路防雷性能好坏的指标一般分为两方面：

（1）雷击跳闸率。雷击跳闸率是指每百公里线路每年（按40个雷电日计算）由雷击引起的线路跳闸次数。

（2）耐雷水平。耐雷水平是指能引起绝缘子闪络的最小雷电流幅值。

如何确定线路的防雷方式，提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率是防雷设计中非常重要的工作。应综合考虑系统的运行方式，线路的电压等级和重要程度、线路经过地区的雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率的高低等自然条件，参考当地原有线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，采取合理的保护措施。

2 双回线遭雷击同时跳闸的原因分析

2.1雷击易引起35kV线路跳闸的原因

造成35kV线路雷击跳闸率高的原因主要是以下几点：

（1）线路的绝缘水平不高：35kV线路的绝缘水平不高，致使其绝缘子容易发生闪络，导致雷击跳闸率升高。

（2）中性点运行方式：采用中性点不直接接地的运行方式，其电容电流普遍偏高，且均大于10A，导致雷击故障建弧率高，因而导致雷害事故较多。

（3）进线段保护存在的问题：进线段仅仅架设单地导线不能满足防雷需求。

（4）杆塔接地电阻超标：过大的杆塔接地电阻使得雷电流不能可靠入地，从而提高了线路的雷击跳闸率。因此为了保证雷电流入地，必须确保杆塔的冲击接地电阻小于10。

2.2 35kV双回线同时跳闸的原因分析

影响同塔线路雷击跳闸的主要因素有地闪密度、雷电流幅值、地线保護角、线路绝缘水平、杆塔高度、杆塔接地电阻、土壤电阻率、地面倾角、地形地貌等。其中绕击影响因素主要有地线保护角、杆塔高度、地面倾角等，反击影响因素主要有杆塔接地电阻、土壤电阻率、杆塔高度、线路绝缘水平等[3]。同塔双回线路雷击跳闸及双回同时跳闸危害较大，可能导致整个电源通道中断，造成多个变电站失压及大面积停电事故。统计表明同塔线路雷击同时跳闸重合成功率亦低于一般单回线路。下面将对同塔双回线路雷击跳闸的主要影响因素进行分析，总结同塔双回线路雷击闪络特性以及应该采取的有针对性的防雷措施。

（1）雷电反击是造成同塔双回线路雷击同时跳闸的绝对主因。如表1所示， 2008-2012年房山区电网同塔双回线路雷击同时跳闸统计数据表明，雷电定位实际探测的导致同塔线路雷击同时跳闸的雷电流幅值 80%以上高于同塔线路双回反击耐雷水平。剩余不到 20%的雷电流幅值低于反击耐雷水平，原因是雷电定位系统受探测站布点、探测地形及距离等因素影响导致探测误差存在随机性[3]。

（2）强雷暴过程中连续或多次雷电绕击也会导致双回线路同时跳闸。雷电活动存在复杂性，房山区在运行中发现在局部强烈的雷暴过程中，也经常发生连续、多次小电流绕击导致同塔双回线路雷击同时跳闸情况，从雷击故障时雷电定位系统实时监测的雷电流数据可以得出这一结论。由表1数据，2008年6月26日房山区南张线路一次35kV同塔双回线路雷击同时跳闸故障就是由连续多次雷电流绕击造成的。

（3）地形对同塔双回线路雷击同时跳闸影响也较大。由房山区近几年线路遭雷击统计可得，平地或平原地形雷击故障约占50%，山地或高山雷击故障约占50%（其中大多数雷击发在山坡或山顶）。并且发生雷击同时跳闸的故障杆塔中，塔高比较高的直线塔占较多数。

3 防止双回线遭雷击同时跳闸的解决措施

3.1 线路避雷器的综合应用

（1）无间隙线路避雷器。无串联间隙型避雷器直接与导线连接，利用避雷器电阻的非线性特性保护绝缘子串，与带串联间隙型相比具有吸收冲击能量可靠，无放电延时的优点。无间隙避雷器一般装有故障脱落装置，在正常情况下，通过雷电流和操作过电压电流，脱离器均不动作；在异常情况下，当避雷器发生故障损坏时，工频电流通过脱离器，脱离装置能可靠动作，使损坏的避雷器自动与导线脱离，保证正常供电，绝缘间隔棒保持导线与避雷器之间有足够的绝缘距离。

（2）带间隙线路避雷器。采用带间隙的线路避雷器保护进线段终端杆，带串联间隙型避雷器与导线通过空气间隙来连接，间隙击穿电压低于绝缘子串的闪络电压，正常时避雷器处于休息状态，不承受工频电压的作用，只在一定幅值的雷电过电压作用下串联间隙动作后避雷器本体才处于上作状态，因此具有电阻片的荷电率较高，雷电冲击残压降低，可靠性较高，运行寿命较长等特点 [4]。

3.2 降低杆塔的接地电阻及安装消弧线圈

35kV线路进线段杆塔接地电阻值不得超过10欧姆。避雷线对雷电过电压的降压作用，是依靠低的接地电阻来实现的，而且接近于反比例关系。配电网中性点经消弧线圈接地分为经固定消弧线圈接地和经自动消弧线圈接地两种型式。固定消弧线圈由于调谐上的困难现已逐渐淘汰，取而代之的是自动消弧线圈。自动消弧线圈由于能实时检测电网电容电流、调整补偿电流，使补偿后的残流小于10A，所以当线路绝缘子在雷击闪络时，在雷电流过后能把工频续流控制在10A以下，使其不能建立持续燃烧的接地电弧，控制了配电网的雷击建弧率，因而有效地控制了配电网的雷击跳闸率，降低了配电网雷害事故。

3.3 装设自动重合闸

自适应单相自动重合闸是一种新型的重合闸原则，它的核心之处在于它在重合之前能够区分瞬时性故障和永久性故障，避免了传统自动重合闸的盲目性，消除了重合于永久性故障时对系统的危害。但是由于自适应重合闸对于区分瞬时性故障和永久性故障并不十分准确，技术尚不完善，所以对于房山区35kV输电线路来说，并不建议使用自适应重合闸。

参考文献

[1] 黄中华，韩民晓，王伟. 输电线路雷击跳闸原因分析与防雷措施介绍[J]. 电工电气，2012，04：62-64.

[2] 霍宪鹏，刘书青，刘军，姜克华. 浅述35kV线路的防雷[A]. 山东电机工程学会.山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集，2007：4.

[3] 彭向阳，詹清华，周华敏. 广东电网同塔多回线路雷击跳闸影响因素及故障分析[J]. 电网技术，2012，03：81-87.

[4] 陈锡阳，尹创荣，葛栋，张翠霞，王献丽，贺子鸣，杨挺，王伟然. 110kV线路复合绝缘子防雷保护并联间隙的应用研究[J]. 高压电器，2012，02：60-65+70.

[5] 陈锡阳，尹创荣，杨挺，王伟然，葛栋，张翠霞，王献丽，贺子鸣. 110kV输电线路并联间隙防雷装置的设计与运行[J]. 电力建设，2011，06：57-61.

作者简介：徐扬（1985-12），男，汉族，北京人，工程师，硕士学位，毕业于北京交通大学，电气工程专业，现就职于国网北京市电力公司房山供电公司，主要研究方向为工程项目管理、电网运行管理等。

韩轶（1985-11），女，汉族，北京人，工程师，硕士学位，毕业于北京交通大学，电气工程专业，现就职于国网北京市电力公司丰台供电公司，主要研究方向为电力人力资源教育培训，输配电运行管理等。