输电线路防雷风险评估技术及治理措施

【摘要】介绍雷害对输电线路的影响，描述开展差异化防雷风险评估的目的和评估流程。另外，应用差异化评估系统对输电线路进行防雷风险评估并提出治理措施，使防雷工作更上一个新的台阶。

【关键词】雷害；差异化风险评估；评估流程；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

雷击架空输电线路时可能引起线路开关跳闸而造成停电事故，或造成电气设备损坏、甚至系统瓦解等恶性事故。在我国高压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的线路跳闸事故占较大比重，尤其在雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路而引起的事故率更高。本文通过借助防雷风险评估系统对XX输电线路防雷状况进行评估，形成评估结论，提出有针对性的治理措施。

2.差异化防雷风险评估的目的

架空输电线路的雷击事故以及线路走廊的雷电活动、线路特征等方面都存在差异。因此，输电线路的防雷应充分考虑影响输电线路耐雷性能各因素的差异，如线路走廊雷电活动的差异、线路结构特征的差异以及地形地貌的差异，以“差异化防雷”的思想指导线路防雷，找出线路中防雷性能薄弱的杆塔，对这些杆塔进行有针对性的防雷设计、改造。差异化防雷技术既可以提高输电线路的可靠性，又能避免不合理的设计、改造所造成的浪费，取得事半功倍的效果，提高防雷工程的技术性和经济性。

3.防雷风险评估的流程

输电线路防雷性能评估是分析线路雷击故障原因、评价故障风险、评估防雷措施效果，并指导防雷方案制定的重要手段。线路防雷性能评估的方法，是依据实际的线路参数（包括雷电活动、地形特征、杆塔塔型、各类防雷措施等），采用绕击闪络计算方法和反击闪络计算方法对线路的反击和绕击性能进行计算，进而得到总体的防雷性能。线路差异化防雷性能评估的一般流程包括：（1）根据线路防雷性能评估的目的与要求，选定合适防雷性能计算方法，并确定性能评估所需的基本参数及其要求。（2）根据计算方法的要求，收集与线路防雷性能及雷击故障风险有关的基本参数，包括线路走廊地区的雷电活动参数，线路所处的地形地貌，线路的塔型、绝缘水平、接地电阻等参数，线路已采取或计划采用的防雷措施，以往雷击故障等。（3）根据选定的计算方法及收集到的基本参数建立计算模型，对线路当前的防雷性能进行评估；评估线路已采取或计划采取防雷措施的效果时，可通过改变计算模型的相应参数进行分析。（4）必要时将评估结果与以往雷击故障进行对比分析，并对计算的模型及参数予以修正。

4.输电线路风险评估。750kVXX线全长161.94km，共348基杆塔，为单回线路。全线除安装2条避雷线外，无其它防雷措施，线路运行至今未发生雷击跳闸故障。线路特征参数统计如下图。

4.1绕击闪络风险评估结果。沿线逐基杆塔绕击跳闸率计算结果如图2所示，全线不同绕击闪络风险等级杆塔分布如图3所示。绕击A、B、C、D各级的杆塔数量比例为56.03%、24.43%、10.06%、9.48%，即有80.46%的杆塔具有相对较好的绕击防雷性能，有19.54%的杆塔绕击防雷性能不理想，绕击闪络风险很高。

4.2反击闪络风险评估结果

沿线逐基杆塔反击跳闸率计算结果如图4所示，全线不同反击闪络风险等级杆塔分布如图5所示。反击A、B、C、D各级的杆塔数量比例为99.43%、0.29%、0.00%、0.29%，即有99.71%的杆塔具有相对较好的反击防雷性能，有0.29%的杆塔反击防雷性能不理想，反击闪络风险很高。

4.3雷击闪络风险评估结果。沿线逐基杆塔雷击跳闸率计算结果如图6所示，全线不同雷击闪络风险等级杆塔分布如图7所示。雷击A、B、C、D各级的杆塔数量比例为58.05%、25.29%、9.77%、6.90%，即有83.33%的杆塔具有相对较好的防雷性能，有16.67%的杆塔防雷性能不理想，雷击闪络风险很高。

5.输电线路差异化防雷改造方案

5.1防雷措施选择。根据XX线路历年来的运行经验、雷击闪络特征以及各种防雷措施的优缺点和适用范围，在对XX线路进行防雷改造时，主要采用安装线路避雷器、安装塔顶避雷针及降阻三种措施进行防雷改造。（1）安装线路避雷器。氧化锌避雷器可完全防护线路绕、反击，但考虑到750kV避雷器造价较高，在改造方案中建议仅对危险等级最高且其他防雷措施难以防护的杆塔进行安装，如大档距杆塔等。（2）安装可控放电避雷针。可控放电避雷针安装于塔头，可有效提高杆塔的引雷能力，增强杆塔对其附近导线的雷电屏蔽能力，从而降低雷电绕击导线的概率，减小绕击闪络率。同时，因750kV线路耐雷水平较高，也不会变向增加反击闪络率。因此，其为750kV线路绕击防护的可靠手段，但因其防护范围有限，塔头周围效果明显，超过塔头保护范围的大档距中央段难以保护，此时应使用其他防护措施予以代替或补充。（3）接地降阻。降低接地电阻为有效的防反击措施，改造方案中建议针对接地电阻不合格的杆塔进行改造。

5.2防雷改造原则。根据该线路已有的雷击跳闸记录，结合雷击风险评估结果及影响雷击跳闸线路特征、地形地貌等因素，确定需进行防雷改造杆塔的范围及改造原则如下：（1）发生过雷击故障杆塔；（2）绕击风险等级为D的大档距杆塔或山顶；（3）绕击风险等级为D的其他杆塔；以下是杆塔改造的详细信息：

6.结束语

已往的架空输电线路防雷评估工作主要基于人工、手动的方式进行数据录入、模型计算、结果分析等，工作量相对较大，应用“输电线路差异化防雷评估系统”，可尽可能减少线路基本信息人工计算量、保证了数据的准确性。通过应用差异化防雷评估系统使输电线路防雷评估工作更上了一个新的台阶。

参考文献

[1]胡毅.输电线路运行故障分析与防治.中国电力出版社，2007.

[2]金龙哲.输电线路运行.中国电力出版社，2010.

作者简介

吴波，男，1983年11月出生，工学学士，现就职于国网宁夏电力公司电力科学研究院，主要从事输电线路设备评价及专业技术管理工作.