江苏电网2014年输电线路雷击跳闸分析

路永玲，周志成，陶风波，周　立，刘　洋（江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103）

江苏电网2014年输电线路雷击跳闸分析

路永玲，周志成，陶风波，周立，刘洋
（江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103）

对2014年迎峰度夏期间江苏省雷电活动进行统计，分析了落雷次数及地域分布变化趋势；结合各单位上报数据及雷电定位系统监测记录，多角度分析江苏电网220 kV及以上线路发生雷击跳闸次数及变化趋势、雷击形式、雷击杆塔结构特征以及江苏电网雷击跳闸原因，并从接地电阻测量、综合防雷措施应用、GIS系统及雷电定位系统数据录入管理等方面提出防雷工作建议。

输电线路；雷击跳闸；雷电活动

雷电是最常见的自然现象，雷电不仅对人类危害大，而且对电网安全运行具有较大威胁，成为电力中断的头号环节因素。近年来随着电网容量的增大，网架越来越密，更高电压等级输电线路杆塔越来越高，雷击所引起的线路停电事故日益增多。据统计，2005—2010年国网公司系统66 kV及以上输电线路雷击跳闸8229次，占跳闸总数40.52%；并且在220 kV及以上线路绕击雷已成为导致线路跳闸和故障停运的主要原因之一。

对江苏省不同区域、不同电压等级线路雷电活动、雷击跳闸故障进行统计分析，并对现有防雷措施运行情况进行总结，可为线路设计、电网运行提供参考，对线路运行和雷害防治等工作提供指导性意见，提高核心骨干网架、战略性输电通道、重要负荷供电线路的防雷水平，保障大电网安全可靠运行［1］。

1　江苏省雷电活动情况

1.1迎峰度夏期间江苏省落雷情况

统计近年迎峰度夏期间江苏省落雷数据［2］和变化趋势见表1，对比分析如下：

（1）2014年迎峰度夏期间江苏落雷数为203 214个，是近5年来落雷最少的年份，分别比2010年下降46%、比2011年下降63%、比2012年下降44%、比2013年下降30%。

（2）2014年6月份落雷极少，仅3345个，比前4年同期最低值下降79%；7、8月落雷数较往年也有所减少。

（3）2014年迎峰度夏期间地闪密度值除7月与2010年同期值有所增大外，其余均为近5年最小值；雷电活动总体较弱，为近5年来最低水平。

1.2江苏省各地区雷电活动分布情况

统计2014年迎峰度夏期间各地区落雷情况、地闪密度情况见表2、表3，与近年同期值对比分析如下：

表1　2010—2014年6—8月江苏省落雷统计对比

（1）2014年迎峰度夏期间落雷集中分布在南通、苏州、无锡、常州地区，但落雷数、地闪密度比往年均有较大幅度下降；盐城、淮安、徐州等北部地区落雷很少，地闪密度多在1.0左右。总体来看，2014年迎峰度夏期间雷电活动大致呈现北部弱、中南部强的态势。

（2）2014年6—8月江苏大部分地区地闪密度在2.0以下，5.0以上的区域仅占全省面积的0.6%，8.0以上的区域面积为0，远低于往年同期水平。

2　雷击跳闸分析

2.1线路雷击跳闸基本情况

2014年迎峰度夏期间江苏全省输电线路雷击跳闸统计日期为6月1日—8月31日，结合各单位上报数据及雷电定位系统监测记录，初步确认220 kV及以上线路发生雷击跳闸共21次；其中500 kV线路3次（全部重合成功），220 kV线路18次（12次重合成功，4次重合未投，2次重合不成），未造成设备故障。

2.2雷击跳闸情况分析

对以上确认的21次220 kV及以上等级输电线路雷击跳闸进行了统计核算，现分析如下：

（1）2014年迎峰度夏期间江苏电网雷击跳闸数有所下降。通过统计近5年迎峰度夏期间雷击跳闸情况可知（如图1所示），2014年迎峰度夏期间雷击跳闸总数为近5年最小值，比2011年同期值（最大值）下降50%以上；其中6月未发生220 kV及以上线路雷击跳闸；500 kV线路雷击跳闸数较前4年同期值均有所下降。

表2　2010—2014年6—8月各地区落雷统计对比个

表3　2010—2014年6—8月各地区地闪密度统计对比

图1　2010—2014年迎峰度夏期间雷击跳闸数变化情况

（2）2014年迎峰度夏期间雷击跳闸率有所下降，500 kV线路重合率提高。以每年40个雷暴日计算，2014年江苏电网500 kV和220 kV线路雷击跳闸率分别为0.000293次/（km·a）和0.000715次/（km·a），其中前者为近4年最小值，后者比去年略有增大，均满足国网公司雷击跳闸率指标要求。同时，500 kV和220 kV线路重合闸成功率分别为100%和85.71%，前者达到近4年最高值。具体见表4、表5。

表4　近4年雷击跳闸率比较次·（km·a-1）

表5　近4年雷击跳闸重合成功率比较%

（3）雷击故障形式均为绕击。结合雷电流幅值查询、仿真计算及现场巡视检测等结果，初步确定2014年6—8月发生的21次雷击跳闸故障均由雷电绕击造成。雷电定位系统监测记录显示雷击故障的雷电流幅值总体较小（基本在70 kA以下），未达到杆塔的反击耐雷水平；另外，江苏省平均土壤电阻率较低，且普遍开展杆塔接地普查及改造工作，故障杆塔接地电阻复测值均符合要求，发生反击跳闸可能性小。从近5年迎峰度夏期间绕击、反击跳闸统计情况可知，绕击仍是造成我省220 kV及以上线路雷击故障的直接原因［3，4］。

（4）雷击跳闸基本发生在双回路鼓形塔。从2014年雷击故障塔型来看，20次雷击故障发生在双回路鼓形塔，1次发生在单回路酒杯塔，且塔身高度（h）超过50 m的达到故障塔总数的42.9%（见表6），由绕击计算分析可知，塔身高的杆塔更易遭受绕击雷的侵害。统计近4年故障杆塔单、双回情况，可知输电线路雷击故障主要发生在双回路杆塔上，占总次数的85%以上，这与220 kV及以上双回路杆塔数量多、塔身易引雷等因素有关。

表6　2014年发生雷击跳闸的杆塔高度分布

（5）雷击跳闸故障主要分布在中南部地区。2014年迎峰度夏期间雷击故障主要分布在无锡（4起）、南通（3起）、苏州（3起）、常州（2起）、扬州（2起）等地区，淮安、徐州、盐城等北部地区发生雷击故障较少，均为0-1次，具体见图2。雷击跳闸故障地区分布情况与雷电活动分布情况基本吻合。

图2　2014年6—8月雷击故障次数地区分布

3　建议与措施

（1）建议对苏中、苏南地区落雷密度较高的220 kV及以上重要输电线路加装可控避雷针、金属氧化物避雷器或绝缘子并联间隙［5，6］，降低线路雷击事故率。

（2）从近5年的线路雷击统计情况来看，反击跳闸率总体较低，一方面因为雷电流幅值不大，另一方面与我省平均土壤电阻率较低，并且普遍开展杆塔接地普查及改造工作有关。建议在线路管理上继续加强杆塔接地电阻测量，对不合格的接地及时整改，尤其是在雷雨季节前应确保各电压等级线路防雷接地设施处于良好状态。

（3）对新设计的线路，应充分考虑线路所在地区及线路走廊的雷电活动情况，结合线路走向的地形，采取相应的措施减小雷击跳闸率。对于同杆双回线，尽量减小保护角；对建于小山或丘陵高处的杆塔要结合雷电活动情况，适当的加强绝缘，必要时加装线路避雷器［7］，提高全线路的防雷水平。

（4）随着线路复合绝缘子投运越来越多，遭雷击损坏的复合绝缘子数量增多，建议对新建及改造线路的复合绝缘子防雷性能指标进行校核，适当加长复合绝缘子长度，并在两端加装均压环，提高雷击闪络电压；对于雷击损伤绝缘子及时巡查更换。

（5）建议加强输电GIS系统及雷电定位系统数据录入管理工作，对已发现的未录或错误的GIS数据及时补充完善，确保数据及时性、准确性和完整性，为快速查找雷击故障和开展雷击分析工作提供重要参考。

4　结束语

开展雷电活动统计和雷击故障分析是有效开展差异化防雷工作的基础，结合江苏省输电线路运行情况及雷电定位系统监测情况，分析了江苏地区雷电活动的时空分布，其分布规律与雷击故障分布基本吻合；并针对220 kV及以上线路的雷击跳闸故障特征进行多角度分析，得出故障形式以绕击为主，故障杆塔基本为双回路鼓型塔等结论。为进一步做好江苏电网防雷工作，建议根据落雷情况采用差异化防雷改造措施，加强复合绝缘子防雷性能校核，及时开展雷电数据的统计分析。

［1］刘贞瑶，顾林，叶辉.江苏电网2004—2006年架空输电线路雷击跳闸分析［J］.江苏电机工程，2008，27（2）：42-45.

［2］徐鸣一，王振会，樊荣，等.江苏省地闪密度及雷电流幅值分布［J］.南京信息工程大学（自然科学版），2010（6）：557-561.

［3］路永玲，刘洋，高嵩，等.江苏电网2005至2013年架空输电线路雷击跳闸分析及防护［J］.电瓷避雷器，2015（1）：49-53.

［4］高嵩，周志成，陶风波，等.江苏电网220 kV及以上输电线路雷击跳闸分析［J］.江苏电机工程，2014，33（4）：17-20.

［5］胡宏林.一起雷击造成220 kV线路故障跳闸分析［J］.江苏电机工程，2008，27（4）：54-55.

［6］孙禔，牛寅生.湖北省高电压输电线路防雷状况及防雷举措［J］.华中电力，2006，19（1）：38-44.

［7］周志强，张丹丹，陈卫忠.输电线路杆塔避雷器优化配置研［J］.高压电器，2013，49（2）：62-63.

Analysis on the Transmission Line Lightning Trips in the Jiangsu Power Grid in 2014

LU Yongling，ZHOU Zhicheng，TAO Fengbo，ZHOU Li，LIU Yang
（Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute，Nanjing 211103，China）

This paper presents a statistical analysis on lightning activities in Jiangsu province in 2014.The trend of lightning times and geographical distributions is analyzed.Combined with the lightning location system recording data，the lightning trip times，trends，failure forms and lightning tower structural features are analyzed，and the reasons for all the lightning trip cases are obtained.Lightning protection suggestions for earth resistance measurement，comprehensive lightning protection measures application，GIS systems and lightning location system data arranging are provided.

transmission lines；lightning trips；lightning activity

TM862

A

1009-0665（2015）05-0009-03

路永玲（1988），女，甘肃白银人，工程师，从事输电线路防雷与接地技术研究；

周志成（1977），男，湖南岳阳人，高级工程师，从事输变电技术管理工作；

陶风波（1982），男，江苏常州人，高级工程师，从事输变电技术管理工作；

周立（1986），男，江苏南京人，工程师，从事输电技术管理工作；

刘洋（1982），男，江西景德人，高级工程师，从事输变电技术管理工作。

2015-04-13；

2015-06-03