架空輸電線路雷擊掉閘分析

國(guó)網(wǎng)北京電力檢修分公司 張志剛 張國(guó)春 饒衛(wèi)申 劉建濤 趙曉峰 胡京川

架空輸電線路雷擊掉閘分析

國(guó)網(wǎng)北京電力檢修分公司 張志剛 張國(guó)春 饒衛(wèi)申 劉建濤 趙曉峰 胡京川

本文通過(guò)對(duì)1992-2009年輸電公司線路雷擊掉閘進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行對(duì)比研究，找出了這一時(shí)間段區(qū)間雷擊掉閘的主要規(guī)律，并針對(duì)跳閘規(guī)律制定了雷擊掉閘防雷綜合整治措施。本文通過(guò)詳細(xì)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，找出規(guī)律，制定了可行的安全管理防范措施，對(duì)行業(yè)管理有較好的借鑒參考意義。

雷擊；掉閘；防雷措施

1 1992年--2009年雷擊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

從有雷擊記錄的1992年開(kāi)始至2009年，輸電公司35kV－220kV雷擊掉閘共203次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：

1.1 按電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)

表1 按電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)雷擊數(shù)據(jù)

從表1雷擊統(tǒng)計(jì)分析可以看出，35kV、110KV線路是北京電網(wǎng)防雷薄弱點(diǎn)，絕緣強(qiáng)度最低，雷害嚴(yán)重。

1.2 按重合是否成功統(tǒng)計(jì)

表2 雷擊后是否重合成功統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

從統(tǒng)計(jì)表2可以看出，雷擊掉閘重合成功率很高，203次掉閘中，185次重合發(fā)出，占91%。

從圖1走勢(shì)圖可以清晰看出，歷年雷擊掉閘次數(shù)在反復(fù)中上升，1997至2002年雷擊掉閘呈下降趨勢(shì)，從2003年開(kāi)始，雷擊掉閘開(kāi)始上升，至2007年達(dá)到了23次，2007年至2009年呈下降趨勢(shì)。

1.3 按雷擊月份統(tǒng)計(jì)

從柱狀圖2可以清晰看出，北京電網(wǎng)輸電線路的雷擊掉閘主要發(fā)生在6－9月份占91%。另外，7、8月份是雷擊活動(dòng)最為頻繁的月份，7月份雷擊掉閘達(dá)到了59次，8月份雷擊掉閘達(dá)到了58次，兩個(gè)月占總數(shù)的57%。

2 2007年--2009年雷擊掉閘數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2.1 220千伏雷擊掉閘概述

2009年220千伏雷擊掉閘共有6次，重合成功率100%，與08年雷擊跳閘次數(shù)持平，比07年下降5次。

近3年來(lái)，220KV線路雷擊掉閘以繞擊為主，共21次，占全部220KV雷擊掉閘91%。

圖1 1992年－2009年雷擊掉閘次數(shù)走勢(shì)圖

圖2 1992年－2009年雷擊掉閘月份分布圖

2.2 110kV雷擊掉閘概述

2009年110千伏雷擊掉閘共有8次，重合成功率為75%，掉閘的8次中有1次為防雷并聯(lián)間隙發(fā)揮作用，線路掉閘，間隙起到了保護(hù)絕緣子的作用，絕緣子未受損傷。

表3 輸電公司07－09年雷擊掉閘情況

表4 07－09年雷擊類(lèi)型統(tǒng)計(jì)表

近3年來(lái)，110KV雷擊掉閘繞擊反擊比重趨于一致，繞擊16次占59%，反擊11次占41%。

2.3 35kV雷擊掉閘概述

2009年雷擊共有3次，重合成功率100%。掉閘3次中有2次為防雷并聯(lián)間隙起作用掉閘，并聯(lián)間隙發(fā)揮作用保護(hù)了絕緣子，絕緣子未受損傷。

近3年來(lái)，35KV雷擊掉閘均為相間故障，均為反擊。

08年、09年輸電公司分兩年進(jìn)行防雷綜合整治，兩年共安裝了812支避雷器、降阻3326基，安裝了避雷器的桿塔均未發(fā)生雷擊。輸電公司管轄線路，雷擊掉閘近3年逐年減少表明08年、09年防雷工作的措施得當(dāng)。

3 2009年雷擊掉閘特點(diǎn)及分析

從表5中數(shù)據(jù)可以看出，220KV雷擊掉閘中合成絕緣子閃絡(luò)占三分之二。另外，隨著狀態(tài)檢修的推廣，合成絕緣子的應(yīng)用范圍會(huì)逐年加大。合成絕緣子本身搞雷擊水平要低于瓷絕緣子和玻璃絕緣子，建議加強(qiáng)對(duì)合成絕緣子防雷間隙的研究與應(yīng)用。

從表6中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，雷擊地形平原居多共15次占88%，這一方面與北京地區(qū)今年的雷電活動(dòng)主要集中于平原有關(guān)，另一方面也與08、09年防雷整治中山區(qū)易雷擊段均安裝了避雷有很大的關(guān)系。

從表7中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，昌平、海淀、大興、延慶、懷柔、密云、順義七個(gè)地區(qū)雷電活動(dòng)較為活躍，尤其是海淀區(qū)、延慶，雷擊次數(shù)共達(dá)到7次。

從表8中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出：北京今年的雷擊月份主要發(fā)生在6－9月，6月份為今年雷電活動(dòng)最為活躍時(shí)期，雷擊次數(shù)達(dá)到6次，達(dá)到35.3%，6月份的掉閘全部集中在6月16日10：00－12：00北京地區(qū)強(qiáng)雷暴災(zāi)害時(shí)段。

建議輸電公司加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)雷暴災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)警、搶修工作，增快大面積雷害的搶修速度，加強(qiáng)帶電更換絕緣子技術(shù)的研究，爭(zhēng)取做到北京電網(wǎng)輸電線路各種桿塔的絕緣子都能帶電更換。

4 下一步準(zhǔn)備開(kāi)展的防雷后續(xù)措施

4.1 安裝并聯(lián)間隙

4.1.1 35KV線路安裝并聯(lián)放電間隙：對(duì)于未安裝絕緣子并聯(lián)放電間隙的35kV線路，繼續(xù)考慮有計(jì)劃分期分批全線加裝絕緣子并聯(lián)放電間隙。2010年考慮對(duì)遭過(guò)雷擊的35KV線路全線加裝并聯(lián)間隙。

4.1.2 35－220KV線路試用合成絕緣子并聯(lián)間隙。選擇部分線路試用合成絕緣子并聯(lián)間隙，加強(qiáng)合成絕緣子的耐雷水平研究。

4.2 安裝線路避雷器

符合以下原則的輸電線路桿塔，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、桿塔類(lèi)型、環(huán)境條件等因素進(jìn)行綜合論證，考慮加裝線路避雷器：

4.2.1 雷擊跳閘過(guò)1次及以上的220千伏線路，遭受雷擊的桿塔前后各2基共5基桿塔，考慮三相安裝線路避雷器。

4.2.2 雷擊跳閘過(guò)1次及以上的110千伏線路，遭受雷擊的桿塔及前后各1基共3基桿塔，考慮三相安裝線路避雷器。

表5 2009年雷擊掉閘按絕緣子類(lèi)型分

表6 2009年雷擊掉閘按地形分

表7 2009年雷擊掉閘按地區(qū)分

表8 2009年雷擊掉閘按月份分

4.2.3 雷擊跳閘過(guò)2次及以上的35千伏線路，遭受雷擊的桿塔及前后各1基共3基桿塔，考慮三相安裝線路避雷器。

4.2.4 對(duì)于09年防雷降阻未成功的易雷擊地區(qū)桿塔加裝避雷器。

另外：安裝避雷器工作輸電公司已進(jìn)行了2年，2010年再安裝一批后，不建議以后再集中安裝（新線路除外），2011年以后的避雷器安裝點(diǎn)的選擇應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，如運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)分析均表明需要安裝的桿塔才進(jìn)行安裝。

4.3 對(duì)不符合公司要求的桿塔接地電阻進(jìn)行降阻改造

4.3.1 做好輸電線路桿塔接地電阻的測(cè)量工作

對(duì)2007～2009年輸電線路防雷綜合整治范圍內(nèi)的桿塔接地電阻進(jìn)行抽測(cè)（每條線路抽測(cè)桿塔數(shù)量≥3%），并重點(diǎn)對(duì)下列輸電線路桿塔接地電阻進(jìn)行普測(cè)：

（1）2009年新投運(yùn)的輸電線路的所有桿塔；

（2）同塔同方向輸電線路的所有桿塔；

（3）2009年發(fā)生雷擊故障輸電線路的所有桿塔；

（4）加裝避雷器的輸電線路桿塔；

（5）加裝防雷放電間隙的輸電線路的所有桿塔；

（6）2007～2009年接地電阻普測(cè)中未達(dá)標(biāo)的輸電線路桿塔。

4.3.2 桿塔接地改造后，接地電阻應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：

山區(qū)地基為巖石的桿塔，接地電阻不大于15Ω，其它桿塔接地電阻不大于7Ω。

4.4 加強(qiáng)輸電線路的耐雷水平

(1)對(duì)于山區(qū)及易雷擊地區(qū)的舊35KV線路申請(qǐng)逐年改造，按照全線架設(shè)避雷線和7片絕緣子進(jìn)行建設(shè)。對(duì)于新建的地處山區(qū)及易雷擊地區(qū)的舊35KV線路按照全線架設(shè)避雷線和7片絕緣子進(jìn)行建設(shè)。

(2)對(duì)于山區(qū)及易雷擊地區(qū)的110KV、220KV輸電線路適當(dāng)加強(qiáng)絕緣配置，110KV按照10片絕緣子、220KV按照17片絕緣子進(jìn)行配置。

4.5 對(duì)于新建山區(qū)及易雷擊地區(qū)的輸電線路采用負(fù)保護(hù)角

對(duì)于新建山區(qū)及易雷擊地區(qū)輸電線路考慮設(shè)計(jì)時(shí)采用零度保護(hù)角或負(fù)保護(hù)角。

4.6 試驗(yàn)可控針、塔頭側(cè)針、架空地線側(cè)針等防雷新技術(shù)

（1）對(duì)于雷電活動(dòng)強(qiáng)度非常大的地區(qū)，考慮繼續(xù)在塔頭安裝可控避雷針；

（2）對(duì)于反復(fù)受到繞擊的接地電阻達(dá)標(biāo)的桿塔段落，考慮在橫擔(dān)及塔頭、架空地線小批量試用防繞擊側(cè)針，但不宜大批量安裝。