输电线路综合防雷策略与预防措施

沈国欣+张亮

【摘 要】随着温州地区雷电活动逐渐频繁，雷电强度也是逐年增强，2014年8月份自雷电监测以来，在雷电密集的7～9月份，正、负平均电流值都为最大值。由雷击引起线路故障跳闸数约占线路每年故障总数的50%以上，对整个电网的安全运行与供电可靠性造成极大的影响。

【Abstract】With the frequent lightning activity in Wenzhou area， the lightning intensity is increasing year by year. Since August 2014， lightning monitoring has been carried out， in the lightning intensive in July to September， both the positive and negative mean current values are maximum. The number of line failure trips caused by lightning accounts occupy more than 50% of the total number of faults annually， and has a great impact on the safe operation of the whole power grid and the reliability of the power supply.

【关键词】防雷措施；技术线路；方法

【Keywords】lightning protection； technical line； method

【中图分类号】TM726.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0158-02

1 专业管理的目标描述

1.1 专业管理的理念或策略

依据国网公司《架空输电线路差异化防雷工作指导意见》（国家电网〔2011〕500号文）和相关技术标准要求，结合温州实际情况开展防雷工作。按照浙江省电力公司要求深入扎实推进“两个转变”，认真贯彻国家电网各项决策部署，高度重视线路精益化管理工作，围绕“打造坚强电网”以及“不停电”的理念，做好线路防雷各项任务。从可持续发展战略的高度，按照闭环的管理理念，创新电网设备项目管理模式，构建从落雷资料收集与分析、历年线路雷击跳闸统计、线路绝缘水平核算及雷击形式研判、合理选择防雷措施、项目具体实施、改造后的运行总结及改进的全过程管理体系，确保各管理环节的有机衔接，并在项目全过程各环节逐步加强管控的要求，有效控制运维检修环节的成本，提高资金使用水平的同时提升线路供电可靠性。

1.2专业管理的指标体系及目标值

按国网公司“关于印发输电专业精益化管理提升工作方案和输电专业精益化管理考核评价规范（试行）的通知”（国家电网运检〔2013〕425号）要求，及浙江省电力公司输电专业精益化管理提升工作实施方案要求，结合各地实际，制订防雷工作目标：①110kV线路故障停运率为0.14次/百千米·年。②500kV及以上线路雷击跳闸率小于0.25次/百千米·年。③220kV线路雷击跳闸率0.5次/百千米·年。④110kV线路雷击跳闸率达1次/百千米·年。

每年的雷电频发季节过后，输电运检工区结合雷电分布、强度以及本年度线路遭受雷害情况，梳理明年需要防雷改造的项目并上报，对于采取接地电阻改造的项目都在来年雷电频发之前完成改造，对于采取安装避雷器、加装并联间隙、增强绝缘水平等需停电改造的项目，将结合来年的停电计划进行实施。以便在下一年雷电频发之前提高线路的耐雷水平，降低线路雷击跳闸率。

2 专业管理的主要做法

2.1 专业管理工作的流程图（图1）

2.2 主要流程说明

整个防雷专项整治工作总体上分为“收资、研判、改造、总结”四个阶段，从而有计划、有针对性地推进防雷改造工作。

第一阶段：收资阶段

①公司运检部一直保持与气象局的联系沟通，协同合作，实现雷电数据资源共享，以及根据自己的雷电定位系统收集雷电时间/空间分布、电流强度等资料。②输电运检工区整理、统计历年遭受雷害线路明细、所处地形、杆塔形式、接地电阻等一系列资料，便于雷击形式的研判。

第二阶段：研判阶段

由于实际线路中每一基杆塔的塔型、尺寸，绝缘强度以及地形和接地状况都各不相同，其防雷性能也千差万别。公司将按照前期收集资料—核算线路绝缘水平—雷击形式的研判—防雷措施之间的对比—合理选择防雷措施组合等一系列步骤细化流程，从而能够合理利用资源、降低成本、高效的提高线路耐雷水平。

公司在做好前期收資的基础上，结合线路特巡对现场的了解，通过对线路耐雷水平的计算，初步判断雷击形式为反击还是绕击。在情况较为复杂时，还会邀请中试所、武高所等专业性极强的科研单位参与分析、研判，最后对造成雷击的线路缺陷采用有针对性的防雷措施进行改造。

①对于绕击，目前采取的方法主要有减小避雷线保护角，架设旁路架空地线，杆塔避雷针和加装线路避雷器。对于已经运行线路，进行地线改造实施困难以及改造范围较大，所以最有效的方法是结合停电计划，在杆塔上加装线路避雷器。安装线路避雷器一方面可以避免安装相的反击，而且雷击杆塔时塔顶电位升高，避雷器动作，部分雷电流通过安装避雷器的相导线泄放，在一定程度上降低塔顶电位；另一方面随着避雷器动作，安装相导线电压升高，会在相邻相上感应较高电压。两方面因素共同作用使得其它相绝缘子上的电压降低，耐雷水平得到改善。从2000年起，我公司陆续在管辖线路受雷害较严重的区段安装氧化锌避雷器。几年来的运行经验证明，安装线路避雷器可以有效提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，对防止反击和绕击都有明显的作用。为了让避雷器能更好地发挥效用，以较小的投资取得较大的收益，输电运检室认真收集每年线路雷击跳闸资料，对每条曾经受雷击跳闸的线路进行分析和论证，选择受雷害较严重的线路作为安装对象，制订详尽的安装方案，同时还积极与厂商进行认真探讨，对一些零部件的安装根据现场经验提出整改意见，以确保避雷器安装、运行工作的顺利开展。②防止输电线路反击跳闸的主要措施有：降低杆塔接地电阻；安装线路型氧化锌避雷器；平衡高绝缘；架设耦合地线；加装塔顶拉线。

降低杆塔接地电阻的措施有很多，如水平接地体、垂直接地体、复合接地体、外引接地体、深埋式接地体、深层垂直接地体或降阻剂，各种措施的投资和维护成本及效果各不相同。要降低杆塔的接地电阻，首先必须根据每基杆塔的实际情况，认真查看地质、地势，测试杆塔周围各个不同深度的土壤电阻率，然后根据每基杆塔的实际情况，结合今后的运行维护成本，经技术经济对比之后采取有效的降阻措施。再是引进接地新技术新材料，如石墨基柔性复合接地体，该接地体耐腐性高，泄流能力强且施工方便。③差异化防雷。为了防止同杆双回或多回线路在雷击时，发生同时跳闸，在同杆双回线路的两侧采用差绝缘配置方案，其中一回线路采用并联间隙或线路避雷器进行防雷保护，另一回线路的绝缘水平适当加强或保持不变。④疏导型防雷措施目前主要是加装并联间隙。并联间隙是在绝缘子串两端安装一对金属招弧电极构成间隙，使雷电沿间隙放电疏导工频电弧，从而保护绝缘子串免受电弧灼烧，防止双回同跳的一种输电线路防雷技術。这种方式其核心思想是允许线路有一定的雷击跳闸率，但无永久性故障，绝大部分都能重合闸成功。

第三阶段：实施阶段

根据遭受雷击情况以及线路、杆塔参数，编制完善本单位的防雷整治方案，确定防雷措施，明晰职责，细化和落实各项工作。结合停电计划，合理安排施工力量分阶段进行改造，在来年雷电频发之前完成相应整改工作。

第四阶段：总结阶段

在来年雷电频发之前完成前一年上报的线路改造计划，梳理线路改造台账，对应改造形式，在后续雷电频发期间，结合雷电分布以及强度进行实际检验，并记录整改后输电线路的运行情况，编制总结报告，为下一个周期提供运行经验。

3 推广应用

本典型经验的推广应用价值和推广适用范围，推广应用计划建议或已实施的推广应用安排等。

①500千伏海象线：2014年07月15日15时31分，500kV海象5490线C相（单回路右边相）故障跳闸，重合闸不成功，16时03分强送成功。根据雷电定位系统的查询以及现场特巡的确认，明确30#塔C相故障跳闸。根据耐雷水平的核算，以及考虑到该杆塔地线保护角为11.6°，经过今年在500千伏海象线24基铁塔上共加装了48组侧向避雷针。②根据国网运检部关于加强架空输电线路用并联间隙推广应用工作的通知的要求，温州供电公司利用线路停电机会，共完成10回220kV线路515基杆塔205km、2回110kV线路141基杆塔60km并联间隙安装工作。