500kV输电线路雷击跳闸原因分析及防范措施

孟遂民 朱耀中

【摘 要】500KV超高电压输电线路的跳闸情况较多，大部分地区的跳闸原因占百分之三十以上来自于雷击。供电企业针对雷击跳闸做出了一系列的措施，其中包括加强线路外绝缘水平、减小避雷线保护角和较小杆塔接地电阻等，500KV输电线路得到一定的防雷性能保障。本文就500输电线路存在的相关问题和雷击跳闸的特征进行分析，提出预防雷击跳闸的措施，讨论500KV输电线雷击跳闸的情况。

【关键词】500KV输电线路；雷击跳闸；防雷措施

500KV输电线路是电力运行的重要环节，高压输电线路均配置自动闸系统，线路面临外界干扰时，为了保证不造成严重的事故时，自动闸会主动跳闸。输电线路跳闸直接导致电力输送，致使社会的生产活动和人民的生活受到严重影响。为使500KV输电线路安全可靠的运行的同时，输电线路的跳闸率是供电企业和线路管理单位的主要解决对象。

一、500KV输电线路的雷击跳闸

据不完全统计，我国重庆的500KV输电线路在2004年到2007年之间由于雷击而导致的跳闸次数达27次之多，占总跳闸次数的90%以上；而保定供电企业的500KV输电线路上，雷击造成的跳闸占总跳闸次数的34%左右。我国东北地区的丰徐一线，丰徐二线、元董一线和辽宁线，雷击造成跳闸占总跳闸次数的54.1%左右。

（一）复杂的地域环境

超高电压输电线路一般是超长距离输电，线路所经地理位置相当复杂，要应对各地区的复杂多变的气候环境。例如我国500KV输电线路的源安双回四线，经过易县、涞县、涞源县等多个山区县，地形差距相当大，海拔落差过大，一条线路最好到达海拔2000M以上，最低至800M以下。其经过地区的气候差距也相当大，某些地区落雷数量过多，这些地区就必须要有针对性。

（二）雷击种类

雷击是主要危害500KV输电线路正常运行的罪魁祸首之一，而直雷击对输电线路造成严重危害。它分为绕击雷和反击雷两种。反击雷的雷电流幅值一般在100KV以上，接地电阻值较大，呈现一基多项或者多基多项的闪络基数和相数，不受地形的影响。而绕击雷电流幅值在20KA到30KA之间，接地电阻关系不大，在山坡和山顶上容易发生。500KV输电线路抗绕击雷水平在15KA 到30KA之间，抗反击雷水平在100KA以上。一般情况下，如果遇上绕击雷，都会造成跳闸现象，绕击雷是500KV输电线路的主要攻克对象。

（三）500KV输电线路容易导致雷击的原因

杆塔的高度、避雷保护角、杆塔地面的坡度与绕击雷有直接关系。当杆塔高度越高，电感性能越强，雷电线通过杆塔所产生电压幅值就越大。而避雷线保护角越大，雷电绕击区就会增加，绕击次数和概率也相应增加。地面坡度越大，输电线暴露的弧段就会增加，使得电感也随之增加。当线路沿着坡体向杆塔时，坡体内侧绕击区就得到较少，但外侧又得以增加，绕击区大小直接影响着雷电绕击的次数。大量数据显示，由于地形造成线路的弧段过大和避雷线的保护角过大，雷击的概率就会相当高。某一些地区由于地下有大量的易导电矿物质，也容易造成雷击现象。由于大量的地下硿质，和云层具有相反的电荷，而杆塔则形成大地的“尖端放电”，和云层的电感增强，再加上杆塔和导线均是良导体，线路本身又自带电荷，这就极容易导致雷击。

二、防雷措施

500KV输电线路容易造成雷击的原因大致如上所述，针对雷电对输电线路的影响特点，做出一定的防范措施。主要是修整杆塔的位置，调整避雷线保护角的大小等，

（一）接地线电阻

接地线电阻没有满足防雷要求是导致跳闸的主要原因之一。当杆塔或者避雷线受到雷击时，雷电电流通过杆塔到达接地装置后，会发生反射，导致杆塔顶部的电位升高，当塔顶电位和导线电位差过大，超过线路绝缘性能时，闪络现象就会发生。为了降低杆塔的接地电阻，采取了牺牲阳极的方法。该方法是在接地系统中采用镁合金，镁合金单位电流量大、电位差大、导电性能好、阳极化后生成的电阻率较低、有效时间长等优点。该方法在元董一线和二线上得到试验性使用，使用效果证明能够有效地降低接地电阻。

（二）和成绝缘子

500KV输电线线路的绝缘水平不满足防雷要求也会导致雷击现象。一般而言，输电线的设计施工中，导线的绝缘水平会通过严格的评估再进行使用。但设计时，如果考虑的因素不全面，如地区内的空气环境对线路造成的侵蚀危害等，经过一定时间，线路的绝缘水平会大幅度下降。

针对这种现象，2001年我国东北电网公司提出了线路调爬。该方法是采用合成绝缘子，它污闪电压高的优点，但缺点是耐雷性能差。由于合成绝缘子均压环之间的空间较小，有效长度降低，从而控制闪络。通过对合成绝缘子的改造，增加了合成绝缘子的长度，使其既能强有力的防御污闪问题，又增加了耐雷水平。就目前来说，合成绝缘子在使用过程中表现出明显的优势，提高了500KV输电线路运行的安全性和可靠性。

（三）主要的防雷手段

为降低线路的雷击跳闸概率，提出了很多有效的防雷措施。主要有接地电阻控制、减小避雷线保护角、应用特制避雷器或者避雷针、增加导线的绝缘水平、降低杆塔的高度、架设耦合地线等多种方式。在实际方法是用过程中，首先要对方法本身进行详细了解，对需要进行防雷措施的实际情况进行详细分析，充分考虑选择方法的适用性和500KV输电线路的重要性。

在经济允许的情况下，选择最具优势的方法。其次要注重创新，早应对雷击的破坏时，不仅要灵活地使用方法，还要根据实际情况的分析，进行创造性应对。一般而言，对于某一种或者某一类现象采取措施时，都会进行相应的讨论和评估，这个过程就是技术的增长和创新过程，有效的创新方法能够让500KV输电线路得到良好的防雷性能。如在地下含有大量铁矿的地区，该地区的500KV输电线路进程受到雷电的干扰，如果么偶有经过有效的勘察工作，并不知道是由于地下铁矿导致的雷击现象，盲目地采取防雷措施，不仅损失大量的人力物力，还起不到应用的作用。所以在做出防雷措施前，要详细地对实际情况进行了解。

三、结束语

在500KV输电线路的长期防雷经验中，总结出大量的有效方法，为今天的社会生产和人民生活用电起到了重要的保障作用。为满足大量的用电需求，今天走好一步就等于解决未来的重要问题。500KV输电线路的防雷措施中，不乏人们的创新能力的展现。用于创新是时代进步的特征，供电企业需要不断地累积经验，提高输电线的防雷意识，力图全线长期正常运行，做到有效的防范措施。

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