500 kV超高压输电线路雷击跳闸原因分析及处理措施

段建军

(河北省电力公司超高压输变电分公司，石家庄 050070)

500 kV侯北线于2006年7月建成投运，线路起自山西500 kV侯村变电站，止于500 kV石北变电站，线路总长度184.582 km。河北省电力公司超高压输变电分公司负责运行区段长80.810 km，共有铁塔181基，其中耐张塔28基(包括1基耐张换位)，直线塔153基。该线路导线采用LGJ-400/35钢心铝绞线，四分裂呈正方形排列，分裂间距450 mm。线路左侧避雷线采用直接接地方式，右侧OPGW光缆采用逐基接地方式,线路防雷保护角设计小于15°。线路铁塔采用逐基接地方环加射线型式的接地装置，由于山区电阻率较大，采用加降阻剂方法，接地体全部采用φ12 mm圆钢。线路耐张塔采用29×FC240/170型玻璃绝缘子(Ⅱ级污秽区)，34×FC240/170和34×FC210/170型玻璃绝缘子(Ⅲ级污秽区)。线路直线塔采用28×FC16P/155型玻璃绝缘子(Ⅱ级污秽区)和FXBW-500/180型合成绝缘子(Ⅲ级污秽区)。

1 故障概况

2008年6月27日02时02分07秒， 500 kV侯北线V相跳闸，重合闸成功。经检查故障时，石北变电站故障录波器测距得到故障点距石北站70 km，侯村变电站故障录波器测距得到故障点距侯村站112 km，测距交汇点为N247塔，据了解故障时为大风雷雨天气，结合雷电定位系统分析，故障点为N247塔。根据初步分析结果，迅速开展带电登塔检查，现场检查发现N247塔 V相引流线上、大号侧左串绝缘子串第1片绝缘子钢帽上、地线放电间隙均有明显烧灼痕迹，大号侧左串第1片绝缘子表面有明显闪络痕迹，N247铁塔及线路周围没有发现雷击的痕迹，对此区段进行登塔检查发现部分铁塔的放电间隙均有轻微烧灼痕迹。

2 原因分析

2.1 故障点设备情况

2008年3月对侯北线山区段铁塔接地电阻进行测量，N247塔前后连续3基塔的接地电阻数值均在12 Ω以下，符合设计要求。N247塔故障后测试的接地电阻值为10 Ω，N246塔接地电阻为11.1 Ω，N248塔接地电阻为9.7 Ω，均符合设计要求(设计电阻值小于25 Ω)。故障塔所处区段防雷保护角为9.8°，满足设计要求。

N247塔 V相为转角内侧边相，引流跳线无跳线串，引流线距耐张串第1片绝缘子钢帽的净空距离为4.4 m。基塔耐张绝缘子配置为每相两串29片FC240/170型玻璃绝缘子，绝缘子串长5.08 m，爬电比距为2.32 cm/kV，于2006年6月2日完成PRTV涂料的喷涂工作，满足安全距离、绝缘要求，因此可排除因设备自身原因造成雷击的可能。

2.2 故障点地理和天气情况

500 kV侯北线N247塔位于石家庄市平山县古月镇井沟村，该塔型为J1塔、呼称高30 m、转角为右转15°11′，铁搭坐标：经度113°51′25.5″，纬度38°11′46.32″。该塔位于全线路海拔最高处，海拔高达1 100 m，故障塔为该地形最明显凸出物，极易遭受雷击危害。故障时为雷雨天气，温度22 ℃，风力4-5级，根据雷电定位系统雷电查询统计可知，故障时间前后10 min内，该线路N247塔附近共发生5次雷击，最大雷电流达到-36.8 kA,雷击频繁且雷电流高(雷电定位系统查询统计见图1)，具备线路发生雷击的天气以及地形条件。综上可判断该线路故障原因为雷击。

图1 雷电定位系统查询统计

3 防范措施

3.1 加强设备防雷改造

对侯北线N247塔及前后各10基铁塔安装塔头避雷侧针，屏蔽部分导线，使部分原绕击雷转化为反击雷，减少线路雷击跳闸概率。对N247 塔V相大号侧左串第1片被烧伤的绝缘子带电补涂防污闪涂料，加强绝缘子的憎水性检查，及时进行防污闪涂料的复涂，提高绝缘子的绝缘性能。

在雷雨季节到来前完成该山区段的接地电阻改造工作，对原接地钢筋进行更换，更换为2×30 mm镀锌角钢，同时加装接地模块。对接地沟表面进行水泥抹面处理，重点做好山区线路接地装置防雨水冲刷的控制。加装耦合地线，在雷击铁塔时起到分流和耦合作用，降低铁塔绝缘上所承受的电压，提高线路的耐雷水平。

3.2 完善设备管理

加强线路巡视检查和维护，积极开展线路接地电阻的测试工作，巡视检查铁塔接地引下线是否完好，及时维护，定期防腐处理及开挖检查。对包括N247塔在内的山区段部分高海拔点，安装视频监测设施，做好现场监控工作。建立各线路雷电统计档案，做好雷暴日的统计，为防雷技术改造提供资料。

4 处理效果

根据上述防范措施对所辖500 kV输电线路进行接地电阻的普测及接地改造、安装塔头避雷侧针以及绝缘子防污闪涂料的喷涂，取得了较好的防雷效果，至今未再发生雷击跳闸故障。

5 建议

a. 影响河北省南部电网500 kV输电线路跳闸的主要原因是雷击。河北省南部电网西部地处太行山区，受环境的影响，雷暴日增多，防雷击应作为今后线路安全运行的一项重点工作，建议在迎峰度夏前完成线路的接地电阻测试、改造以及防雷技改等工作。

b. 对新建线路，积极调研线路走廊、地形、地貌、气候特点，结合周边其它线路的防雷经验，在线路投运前即采取有效的防雷措施，从而降低线路投运后出现雷击故障的概率。

c. 线路自动重合闸装置是在线路发生雷击闪络等情况后，保持供电设施有效运行，是防雷的最后一道保护，要做好线路自动重合闸装置的校验、试验以及装置的巡视检查工作，避免发生拒动、误动，确保线路自动重合闸装置正常有效地运行。

d. 河北省南部电网运行的500 kV输电线路投入使用的防雷装置有塔顶避雷针和可控放电避雷针，建议对其使用效果进行综合评估，同时积极开展调研，找出最佳方案。