基于不平衡绝缘的同塔多回输电线路差异化防雷技术及应用

彭向阳，王锐，周华敏，毛先胤

(1.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东 广州 510080；2. 广东电网有限责任公司，广东 广州 510060)



基于不平衡绝缘的同塔多回输电线路差异化防雷技术及应用

彭向阳1，王锐1，周华敏2，毛先胤1

(1.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东 广州 510080；2. 广东电网有限责任公司，广东 广州 510060)

摘要：在分析广东电网同塔线路防雷运行数据基础上，提出了广东电网同塔线路防雷技术路线和差异化防雷策略，并介绍了增加绝缘子片数、加装线路避雷器、加装绝缘子并联间隙等三种典型不平衡绝缘配置方案，明确了不平衡绝缘差异化防雷措施的选择原则，最后介绍了不平衡绝缘防雷技术在广东电网的应用情况和效果。运行经验表明，基于不平衡绝缘的差异化防雷技术可有效解决同塔线路雷击同跳问题，建议在南方电网以及我国多雷区、强雷区同塔多回输电线路推广应用。

关键词：同塔多回线路；雷击同时跳闸；不平衡绝缘；差异化防雷；线路避雷器；绝缘子并联间隙

广东地区雷电活动异常强烈，雷击一直是导致输电线路跳闸的主要原因[1-3]，110kV以上电压等级线路雷击跳闸约占跳闸总数的60%以上。同塔多回线路由于杆塔较高，易发生雷电反击同时跳闸(以下简称“雷击同跳”)事件，可导致整个供电通道中断。广东电网2010—2012年110kV、220kV同塔线路雷击同跳分别占雷击跳闸总数的20.5%、30.4%，2013年、2014年220kV同塔线路雷击同跳分别占雷击跳闸总数的19.5%、14.4%。2015年110kV、220kV同塔线路雷击同跳113次，占110kV、220kV线路雷击跳闸总数的17.6%。2008—2013年，广东电网220kV及以上电压等级线路共发生同塔线路雷击同跳且重合不成功“N-2”事件13起，占同塔线路雷击同跳故障总数的15.5%，严重影响电网运行安全。

为减少同塔多回线路雷击同跳事件，特别是为防止“N-2”事故，降低同塔多回线路防雷运行风险，提高供电可靠性，确保电网安全运行，有必要深化同塔线路防雷技术研究，提出针对性的防雷措施，并在省级电网进行实际应用。

电网防雷应采取差异化防雷思想，根据线路重要性、雷电强度、地形地貌、杆塔结构、单回或同塔多回线路，以及不同地域、电压等级，不同设计、运行条件，采取差异化防雷措施[4-6]；线路防雷应贯彻综合防雷思想，根据需要采取不同雷电反击、绕击防护措施，多措并举，发挥各种防雷措施的针对性和综合防雷效果，提高线路防雷水平[7-9]。

本文在分析广东电网同塔多回线路防雷技术路线基础上，重点提出基于不平衡绝缘技术的同塔线路差异化防雷策略，并区分新建、运行线路，指出各种防雷策略的选择原则，介绍不平衡绝缘防雷技术在广东电网的应用情况及防雷效果。

表1基于增加绝缘子片数的不平衡绝缘配置方案

线路布置方式导线排列线路电压绝缘子片数回路I回路II回路III回路IV同塔双回回路I {}回路II110kV同压220kV同压500kV同压N1N2N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N5同塔四回垂直布置回路I {}回路II回路III {}回路IV 110kV同压220kV同压110kV、220kV混压220kV、500kV混压N1N2N2+2(N2+1)N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2+2(N2+1)N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1N2N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)同塔四回水平布置回路I回路II回路III回路IV110kV同压220kV同压110kV、220kV混压220kV、500kV混压N1N2N2N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2N2+3N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1N2

注：①N1、N2、N5分别为110kV、220kV、500kV线路每相绝缘子片数。②同压四回线路主要布置方式为回路垂直布置方式，也存在回路水平布置方式。③对于110kV、220kV混压四回和220kV、500kV混压四回线路，垂直布置方式时，高电压两回为上层回路I和II，低电压两回为下层回路III和IV；水平布置方式时，高电压两回为左侧回路I和II，低电压两回为右侧回路III和IV。④括号内数据为同塔运行线路条件受限时的不平衡绝缘配置。⑤对特高杆塔、绝缘子片数较多以及同塔六回线路，参照执行。

1广东电网同塔多回线路防雷思路

1.1防雷技术路线

广东电网同塔多回线路防雷，宜在尽量不增加单回雷击跳闸率、事件率的基础上，采取措施最大限度减少多回线路雷击同跳事件发生，将电网同塔多回线路雷击同跳占雷击跳闸的比例控制在10%以内，防范同塔多回线路防雷运行风险，避免因雷击导致整个输电通道供电中断。

可采取的不平衡绝缘措施包括：在同压或混压的不同回路间，增加绝缘子片数(或采用不同电弧距离玻璃或复合绝缘子)、加装线路避雷器、安装绝缘子并联间隙等。

1.2差异化防雷策略

对于同塔多回线路，应结合不同电压等级线路设计条件和运行经验，在继续重视降低接地电阻、加强线路绝缘、减小地线保护角等基础防雷措施综合应用基础上，重点采取回路间不平衡绝缘方案，实施差异化防雷设计和改造。

a)雷电反击是造成同塔多回线路雷击同跳的主因，同时，强雷暴过程中连续、多次雷电绕击也会导致多回线路同时跳闸。因此防治多回线路雷击同跳事件除实施不平衡绝缘策略外，应重点采取降阻、加强绝缘等防反击措施，同时采取减小保护角等防绕击措施。

b)110kV、220kV同塔多回线路规模相对较大，反击耐雷水平相对较低，雷击多回同跳现象严重，宜采用不平衡绝缘方案降低雷击同跳率。

c)500kV同塔多回线路反击耐雷水平较高，雷击多回同跳现象很少出现，无需采取不平衡绝缘方案，宜采用平衡高绝缘配置方案。

d)广东电网同塔线路多年防雷运行统计表明，110kV及以上电压等级线路雷击同跳次数为全部雷击跳闸总数的15%～30%，其中双回同跳约占80%以上，110kV线路同跳约占70%以上，因此应重点防治110kV、220kV雷击双回同跳，并且110kV同塔线路绝缘配置不平衡度应大于220kV同塔线路。

e)广东电网同塔线路多年防雷运行统计表明，80%以上雷击同跳发生在直线塔和复合绝缘子，70%以上发生在山区、丘陵地带，并且同塔线路雷击跳闸重合成功率低于单回线路，因此应重点关注直线高塔、复合绝缘子及山区同塔线路防雷。

f)同塔线路雷击同跳较多发生在同名相，因此同塔线路防雷应重点关注工频电压影响，并且回路间可采取异相序或逆相序排列方式，以减少同层横担绝缘子雷击同时闪络，但相序排列应同时满足线路不平衡度、输送功率、电磁环境、可听噪声等设计要求。

2同塔多回线路不平衡绝缘配置

同塔多回线路不平衡绝缘，是将绝缘子的绝缘水平设置成不同，当同塔多回线路遭受雷击时，弱绝缘率先闪络。不平衡绝缘设置包括在相间设置不平衡绝缘和在回路间设置不平衡绝缘两种方式。本文采用回路间设置不平衡绝缘方式，又分为不平衡高绝缘和不平衡低绝缘。不平衡高绝缘是指保持同塔线路的一回线路为正常绝缘，在其余回路采取加强绝缘的措施；不平衡低绝缘是指将同塔线路的一回线路正常绝缘降低，保持其余回路为正常绝缘的措施。

2.1增加绝缘子片数

2.1.1同塔双回线路

典型导线排列方式为两回线路的三相导线分别垂直布置于塔身左右两侧，以下为本文建议的不平衡绝缘配置方式。

a)110kV双回线路。将其中一回各相增加2片绝缘子，另一回绝缘水平不变；运行线路条件受限时，将其中一回各相增加1片绝缘子，另一回绝缘水平不变。

b)220kV双回线路。将其中一回各相增加3片绝缘子，另一回绝缘水平不变；运行线路条件受限时，将其中一回各相增加2片绝缘子，另一回绝缘水平不变。

c)500kV双回线路。宜采用平衡高绝缘配置，每回线路各相正常情况下不宜少于31片绝缘子。

2.1.2同塔四回线路

典型杆塔结构为六层横担，每回线路导线垂直排列，上方三层横担左右各一回，下方三层横担左右各一回，以下为本文建议的不平衡绝缘配置方式。

a)110kV同塔四回线路。保持上层一回绝缘水平不变，其他三回各相增加2片绝缘子；运行线路条件受限时，保持上层一回绝缘水平不变，其他三回各相增加1片绝缘子。

b)220kV同塔四回线路。保持上层一回绝缘水平不变，其他三回各相增加3片绝缘子；运行线路条件受限时，保持上层一回绝缘水平不变，其他三回各相增加2片绝缘子。

c)500kV同塔四回线路。宜采用平衡高绝缘配置方案，线路设计时应进行专题研究。

d)110kV、220kV同塔四回混压线路。典型布置方式为：上方三层横担左右各布置一回220kV线路，下方三层横担左右各布置一回110kV线路，每回线路三相导线垂直排列。建议不平衡绝缘配置方式为：下层110kV一回绝缘水平不变，另一回各相增加2片绝缘子，上方两回220kV线路各相增加2片绝缘子；运行线路条件受限时，下层110kV一回绝缘水平不变，另一回各相增加1片绝缘子，上方两回220kV线路各相增加1片绝缘子。

e)220kV、500kV同塔四回混压线路。典型布置方式与110kV、220kV同塔四回混压线路类似，建议不平衡绝缘配置方式为：下层220kV一回线路绝缘水平不变，另一回线路各相增加3片绝缘子，上方两回500kV线路绝缘水平不变；运行线路条件受限时，下层220kV一回绝缘水平不变，另一回各相增加2片绝缘子，上方两回500kV线路绝缘水平不变。

2.1.3不平衡绝缘配置方案

按照以上原则，同塔多回线路基于增加绝缘子片数的不平衡绝缘配置方案见表1。

2.2加装线路避雷器

2.2.1应用原则

a)线路避雷器防雷目前可用于以下三方面：一是线路中间避雷器，用于输电线路易击段、易击塔、易击相的重点防雷保护；二是线路终端避雷器，用于加强变电站雷电侵入波保护，同时兼顾终端塔防雷；三是同塔多回线路相间或回路间加装线路避雷器，形成不平衡绝缘配置，防治雷击多回同跳现象。

b)安装线路避雷器是防止线路绝缘子雷击闪络的有效措施，对雷电反击、绕击均有效，但保护范围较小(仅限于安装相)，成本较高，而且存在运维问题，因此，宜根据线路重要性和技术经济原则，因地制宜地选择应用[10]。

2.2.2用于易击段防雷保护

线路中间避雷器用于强雷区或多雷区易击段，且主要用于110kV、220kV线路，例如位于强雷区的山区线路雷害高发区段、变电站进线段及高杆塔、可靠性要求较高的重要线路等。线路中间避雷器宜选择带串联间隙的金属氧化物避雷器，一般不宜使用无间隙避雷器。

2.2.3用于变电站侵入波保护

变电站110kV及以上电压等级架空线路出线侧均应安装线路终端避雷器，防止雷电侵入波造成站内设备损坏[11-12]。线路终端避雷器宜采用无间隙金属氧化物避雷器(可考虑带脱离装置)，或采用带小串联间隙的金属氧化物避雷器。

2.2.4用于同塔线路不平衡绝缘配置

2.2.4.1适用范围

a)线路避雷器可用于同塔线路相间或回路间形成不平衡绝缘配置，防治雷击多回同跳问题，还可用于同塔线路中重要回路的特殊防雷保护。

b)不平衡绝缘配置主要用于110kV、220kV同塔双回线路，也可用于同塔四回及以上线路。500kV回路间不宜采用线路避雷器形成不平衡绝缘。

c)线路避雷器用于不平衡绝缘配置，根据线路长度、运行情况及具体需要，可应用于整条线路，也可仅用于线路易击段或特殊区段。

2.2.4.2安装原则

a)110kV、220kV同塔双回杆塔，选择雷击跳闸率较高的一回或其易击段安装，优先顺序为上相→中相→下相，其次是在另一回路上相安装；位于边坡的杆塔，优先在边坡外侧一回安装；原则上每基杆塔安装1～3相避雷器，一般不宜多于4相。

b)110kV、220kV同塔同压四回杆塔，选择雷击跳闸较多横担同一侧回路或其易击段安装，优先顺序为上层回路的上相→中相→下相，下层回路的上相→下相或中相(具体根据反击、绕击跳闸运行情况确定)→横担另一侧下层回路上相；位于边坡的杆塔，优先在边坡外侧回路安装；原则上每基杆塔安装2～5相避雷器，一般不宜多于6相。

c)110kV、220kV同塔四回混压杆塔，选择下层110kV的一回或其易击段安装，优先顺序为上相→中相→下相，其次是同侧上层220kV上相→对侧上层220kV上相；位于边坡的杆塔，优先在边坡外侧回路安装；原则上每基杆塔安装2～4相避雷器，一般不宜多于5相。

d)220kV、500kV同塔四回混压杆塔，选择下层220kV的一回或其易击段安装，优先顺序为上相→中相→下相；位于边坡的杆塔，优先在边坡外侧一回安装；原则上每基杆塔安装2～3相避雷器。2.2.5不平衡绝缘配置方案

基于安装线路避雷器的同塔多回线路不平衡绝缘配置方案如图1所示，图中实心黑点为线路避雷器安装位置，斜线表示山坡。

(a)110 kV、220 kV同塔双回(不宜多于4相)

(b)110 kV、220 kV同压四回(不宜多于6相)

(c)110 kV、220 kV混压四回(不宜多于5相)

(d)220 kV、500 kV混压四回(不宜多于3相)图1　基于加装线路避雷器的不平衡绝缘配置方案

2.3加装绝缘子并联间隙

2.3.1应用原则

a)绝缘子并联间隙目前用于两个方面：一是作为“疏导型”防雷措施，用于保护绝缘子免遭雷击闪络损坏，降低线路雷击事件率，提高重合成功率，同时减少故障查找和运维工作量，降低劳动强度；二是用于同塔线路相间或回路间形成不平衡绝缘，防治雷击多回同跳现象。

b)并联间隙可在新建线路安装，也可在雷击跳闸率较高且具备安装条件的运行线路安装；同塔多回线路安装并联间隙以保护绝缘子的，应兼顾不平衡绝缘配置要求。

表2基于加装绝缘子并联间隙的不平衡绝缘配置方案

线路布置方式导线排列线路电压绝缘子片数回路I回路II回路III回路IV并联间隙安装回路 Z/Z0同塔双回回路I {}回路II110kV同压220kV同压500kV同压N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N5回路I回路I0.800.85同塔四回垂直布置回路I {}回路II回路III {}回路IV 110kV同压220kV同压110kV、220kV混压220kV、500kV混压N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2+2(N2+1)N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2+2(N2+1)N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)回路I回路I回路III回路III0.800.850.800.85同塔四回水平布置回路I回路II回路III回路IV110kV同压220kV同压110kV、220kV混压220kV、500kV混压N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N2N5N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2N2+3N1+2(N1+1)N2+3(N2+2)N1+2N2+3回路I回路I回路III回路III0.800.850.800.85

注：①N1、N2、N5分别为110kV、220kV、500kV线路每相绝缘子片数。②同压四回线路主要布置方式为回路垂直布置方式，也存在回路水平布置方式。③对于110kV、220kV混压四回和220kV、500kV混压四回线路，垂直布置方式时，高电压两回为上层回路I和II，低电压两回为下层回路III和IV；水平布置方式时，高电压两回为左侧回路I和II，低电压两回为右侧回路III和IV。④括号内数据为同塔运行线路条件受限时的不平衡绝缘配置。⑤对特高杆塔、绝缘子片数较多以及同塔六回线路，参照执行。

c)运行线路安装绝缘子并联间隙应对塔窗间隙进行校核，需要先增加绝缘子以提高绝缘水平再安装并联间隙，同时应对线路弧垂、交叉跨越距离、塔头空气间隙等进行校核。

d)并联间隙无论用于保护绝缘子，还是兼顾不平衡绝缘配置，应在雷击时可靠动作，同时又不宜明显降低线路耐雷水平，不应造成所安装线路雷击跳闸率明显提高。

e)并联间隙主要用于110kV、220kV单回或多回一般线路；可靠性要求较高的重要线路或500kV线路应慎重使用，如需使用应先提高线路绝缘水平，然后再安装并联间隙，即保证安装后线路雷击跳闸率不提高。

f)并联间隙雷电冲击50%放电电压和工频放电电压与线路绝缘水平相配合，以保证雷电过电压先于绝缘子放电，而工频及操作过电压不放电。

2.3.2用于保护线路绝缘子

强雷区或部分多雷区线路，重要程度一般，雷击跳闸较多、绝缘子频繁受损，线路继电保护、自动装置性能和动作可靠性较高，线路跳闸后对电网影响较小且运维困难的山区线路，可在全线或易击段、运维特殊困难段安装保护间隙，安装回路或相别主要根据运行经验确定。

2.3.3用于同塔线路不平衡绝缘配置

a)110kV双回线路。两回各相增加2片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙；运行线路条件受限时，两回各相增加1片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙。

b)220kV双回线路。两回各相增加3片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙；运行线路条件受限时，两回各相增加2片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙。

c)500kV双回线路。采用平衡高绝缘配置，正常情况下不宜小于31片绝缘子。不建议采用并联间隙方式。

d)110kV同塔四回线路。四回各相增加2片绝缘子，并在上层一回各相安装并联间隙；运行线路条件受限时，四回各相增加1片绝缘子，并在上层一回各相安装并联间隙。

e)220kV同塔四回线路。四回各相增加3片绝缘子，并在上层一回各相安装并联间隙；运行线路条件受限时，四回各相增加2片绝缘子，并在上层一回各相安装并联间隙。

f)110kV、220kV同塔四回混压线路。四回各相增加2片绝缘子，并在下层110kV一回安装间隙；运行线路条件受限时，四回各相增加1片绝缘子，并在下层110kV一回安装并联间隙。

g)220kV、500kV同塔四回混压线路。下层220kV两回各相增加3片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙；运行线路条件受限时，下层220kV两回各相增加2片绝缘子，并在其中一回各相安装并联间隙。

h)用于同塔线路不平衡绝缘配置的并联间隙，按以上原则配置时，110kV线路间隙距离Z宜取绝缘子电弧距离Z0的80%，220kV线路间隙距离Z宜取绝缘子电弧距离Z0的85%。

i)同塔运行线路塔窗间隙裕度严重不足的，可不增加绝缘子，直接采取绝缘子并联间隙方式(其他原则同上)。间隙距离Z取值调整为：110kV线路Z宜取绝缘子电弧距离Z0的85%，220kV线路Z宜取绝缘子电弧距离Z0的90%。按照此原则，同塔线路单回雷击跳闸率将略有增大。

2.3.4不平衡绝缘配置方案

基于并联间隙的同塔多回线路不平衡绝缘配置方案见表2。

3不平衡绝缘差异化防雷措施的选择

3.1新建线路

3.1.1基本原则

a)广东地处南部沿海，气候条件恶劣，雷电、灰霾、台风、冰冻等极端灾害天气频现，新建线路防雷设计应兼顾防污、防风、防冰等要求，不能顾此失彼。

b)在相同条件下，同塔多回线路由于杆塔较高、重要程度较大，应采取高于单回线路的防雷设计标准。

c)加强雷电定位系统在新建线路防雷设计阶段的应用，考虑在线路设计、杆塔定位阶段将杆塔全球定位系统(globalpositioningsystem，GPS)坐标输入雷电定位系统，以便统计分析新建线路走廊雷电活动情况，明确易击段。

3.1.2防雷措施选择

a)新建线路应区别重要线路和一般线路进行差异化防雷设计，合理确定线路绝缘水平、绝缘子型式、地线保护角、杆塔接地电阻。重要线路防雷设计还应进行线路和杆塔的雷电反击、绕击跳闸率校核，使之满足线路安全运行要求。

b)根据电网雷区分布图和运行经验，新建线路设计时应尽量避开局部强雷区、突出暴露地形和微气象地形，在满足交叉跨越、对地距离和塔窗尺寸条件下，尽量降低呼称高度，优化塔头尺寸，以减小线路遭受雷击概率。

c)新建同塔线路应在设计阶段加强基础防雷措施应用，采取降低接地电阻、减小保护角、加强绝缘、加装线路避雷器等措施提高反击、绕击耐雷水平，在此基础上采取不平衡绝缘措施。

d)强雷区线路或多雷区重要线路，接地电阻或耐雷水平不满足要求的少数杆塔，设计阶段采取加装线路避雷器设计。

e)强雷区或部分多雷区新建线路，处于运维困难山区或其他巡检、应急抢修特殊困难区段，并且同区运行线路雷击跳闸较多、绝缘子受损频繁的，可在设计阶段采取绝缘子并联间隙设计。

f)新建110kV、220kV同塔双回及同压四回线路，110kV、220kV同塔及220kV、500kV同塔混压四回线路，原则上应采取不平衡绝缘配置。500kV同塔双回线路采取平衡高绝缘配置。

g)新建同塔线路，全线采用不平衡绝缘配置的优先顺序一般为：增加绝缘子片数→加装绝缘子并联间隙→加装线路避雷器。三种措施的适用性为：增加绝缘子设计简单，稳定性好；并联间隙可保护绝缘子，但稳定性稍差；避雷器防雷效果最好，但成本较高，存在运维问题。

h)新建重要线路不平衡绝缘配置应采取增加绝缘子片数措施，技术经济条件允许的可采用线路避雷器，不宜采取绝缘子并联间隙。

3.2运行线路

3.2.1基本原则

a)运行线路防雷改造应区分重要线路和一般线路，雷击高风险线路和低风险线路。重要线路由调度部门根据电网运行风险确定，雷击高风险线路由运行部门根据防雷运行情况确定。防雷改造应提出具体防雷目标和改造措施，通过技术经济比较选择最优方案。

b)加强运行线路雷电参数统计和防雷运行分析，按照技术先进、经济合理、突出重点、分步实施原则，提出防雷改造计划，优先对雷击高风险线路和重要线路进行改造。

c)重视运行线路防雷改造后评估工作。每年雷雨季后对防雷改造项目具体成效进行后评估，分析防雷改造效果，评价改造方案的有效性，并指导后续线路防雷工作，修正防雷改造方案和设计。

3.2.2防雷措施选择

a)各供电局每年分析提出最近3～5年雷击高风险运行线路，公司各级调度部门每年分析提出电网重要线路，优先将雷击高风险线路特别是其中的重要线路列入年度防雷改造计划。

b)运行线路防雷改造首先应明确易击段和线路跳闸主要原因，以反击为主的，重点采取降低接地电阻等措施；以绕击为主的，重点采取减小保护角等措施；反击和绕击皆防的，采取加强绝缘、加装线路避雷器等措施。

c)易击段处于局部强雷区或突出暴露地形的，结合工程迁改、电缆化改造或其他特殊需求，考虑将易击塔迁改或线路入地，减少线路遭受雷击概率，改善易击段的防雷运行条件。

d)运行线路全线或局部区段整体改造或迁建的，原则上应按新建线路防雷标准设计。非整体改造的，应根据线路原设计、运行条件，因地制宜，在保证安全前提下采取适当的防雷措施。

e)运行线路非整体改造，防反击优先采取降阻措施，防绕击采取调整保护角措施。接地电阻和保护角无法改造到位的，视塔窗间隙裕度可全线加强绝缘，易击段可加装线路避雷器。

f)雷击高风险一般线路，处于运维困难山区或其他巡检、应急抢修困难区段，视塔窗间隙裕度大小，可全线或部分安装绝缘子并联间隙。

g)同塔线路中110kV、220kV同塔双回及同压四回线路，110kV、220kV同塔及220kV、500kV混压四回线路，原则上具备改造条件的应进行不平衡绝缘改造，遵循轻重缓急原则，按计划逐年实施；500kV同塔双回线路，可视塔窗间隙裕度对雷击高风险线路进行平衡高绝缘改造。

h)同塔多回线路不平衡绝缘改造一般遵循全线整体改造原则，实施优先顺序一般为：增加绝缘子片数→加装并联间隙→加装线路避雷器。

i)对运行线路进行加强绝缘或不平衡绝缘改造时，玻璃绝缘子可采取接地端增加绝缘子方式；复合绝缘子可采取接地端增加玻璃绝缘子，或更换较长电弧距离复合绝缘子，或整体更换为玻璃绝缘子方式。

j)重要运行线路不平衡绝缘改造应采取增加绝缘子措施，技术经济条件允许时可采用线路避雷器，不宜采取绝缘子并联间隙。

4不平衡绝缘防雷技术应用

4.1总体情况

广东电网1999年开始试点不平衡绝缘防雷技术，2012年编写同塔多回输电线路防雷技术规范，并从2013年1月开始逐步对全网110kV、220kV同塔多回线路实施不平衡绝缘防雷技术改造，有效应对同塔多回线路雷击同跳导致的电网运行风险。

截至2015年，广东电网已完成了50回220kV同塔线路、59回110kV同塔线路全线或局部区段不平衡绝缘防雷改造。109回线路改造前后雷击跳闸次数比较如下：改造前3年雷击跳闸总次数为293次，雷击同跳126次，雷击同跳比例为43.7%；实施改造后至今雷击跳闸总次数为56次，雷击同跳20次，雷击同跳比例为35.7%。其中220kV同塔线路雷击同跳比例由28.1%降至14.3%，110kV同塔线路雷击同跳比例由53.6%降至42.9%。考虑到大部分雷击同跳发生在未改造区段，因此可认为改造措施防雷击同跳效果显著。

4.2典型案例

a)珠海供电局1999年对110kV大红甲乙线、大北甲乙线、凤官甲乙线等6条同塔线路增加2片绝缘子形成不平衡绝缘，改造前曾发生雷击同跳18次，改造后2001—2006年未发生雷击同跳。2006年末，凤官甲乙线在“防污调爬”改造中恢复了平衡绝缘，此后几年又发生了6次雷击同跳。

b)韶关供电局同塔线路110kV翁铁甲乙线2009—2010年雷击同跳20次，2011年对110kV翁铁乙线全线安装避雷器形成不平衡绝缘，改造后未发生雷击同跳现象。

c)东莞供电局对110kV信杨甲乙线等10回易遭雷击同塔线路，选择其中一回安装绝缘子并联间隙形成不平衡绝缘。安装并联间隙线路长度44km、140基铁塔，至今未发生雷击同跳事件。

5结束语

同塔多回输电线路雷击同跳可能导致电网“N-2”事故，严重威胁电网运行安全。基于不平衡绝缘的差异化防雷技术可有效化解同塔多回线路防雷运行风险，建议在南方电网乃至我国多雷区、强雷区电网推广应用，避免雷击造成电网重要输电通道供电中断。

本文提出的三种典型不平衡绝缘配置方式各有适应性，宜根据线路设计、运行条件适当选用；多雷区同塔线路采用不平衡绝缘技术，宜将多回线路雷击同跳比例控制在10%以内，同时应尽量不增加单回雷击跳闸率，并继续重视降阻、加强绝缘、减小保护角等基础措施的防雷作用。

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Differentiated Lightning Protection Technology and Its Application Based onUnbalancedInsulationforMulti-circuitPowerTransmissionLinesontheSameTower

PENG Xiangyang1, WANG Rui1, ZHOU Huamin2, MAO Xianyin1

(1.ElectricPowerResearchInstituteofGuangdongPowerGridCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510080,China; 2.GuangdongPowerGridCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510060,China)

Abstract：OnthebasisofanalyzingrunningdataoflightningprotectionofpowertransmissionlinesonthesametowerinGuangdongpowergrid,thispaperpresentstechnicalroutesforlightningprotectionanddifferentiatedlightningprotectionstrategy.Itintroducesthreekindsoftypicalunbalancedinsulationconfigurationschemesincludingincreasinginsulatornumbers,installinglinearrestorsandinstallingparallelgapsofinsulators.ItmakesclearselectionprinciplesforunbalancedinsulationdifferentiatedlightningprotectionmeasuresandintroducesapplicationandeffectsofunbalancedinsulationlightningprotectiontechnologyinGuangdongpowergrid.Operationalexperiencesindicatethatthisdifferentiatedlightningprotectiontechnologybasedonunbalanceinsulationisabletoeffectivelysolvetheproblemoflightningtrippingofpowertransmissionlinesonthesametoweratthesametime.Itissuggestedtopopularizeandapplythistechnologyinmulti-circuittransmissionlinesonthesametowerinCSGandotherareaswithmoreandstronglightningactivities.

Keywords：multi-circuittransmissionlinesonthesametower;lightningtrippingatthesametime;unbalancedinsulation;differentiatedlightningprotection;linearrestor;parallelgapofinsulators

收稿日期：2016-01-27修回日期：2016-03-11

doi:10.3969/j.issn.1007-290X.2016.06.020

中图分类号：TM866

文献标志码：A

文章编号：1007-290X(2016)06-0109-08

作者简介：

彭向阳(1971)，男，湖北黄冈人。教授级高级工程师，工学硕士，主要从事输电线路及高电压技术研究工作。

王锐(1988)，男，湖北潜江人。工程师，工学硕士，从事输电线路运行及高电压试验研究工作。

周华敏(1965)，男，江西都昌人。高级工程师，工学学士，从事输电线路及电网运行管理工作。

(编辑彭艳)