CP0417输电线路防雷措施的改进与完善.pdf

输电线路防雷措施的改进与完善

许仁来林宇舟

厦门电业局
文摘本文通过对福建110～220kV电网护措施，最大限度地避免和减少雷电对输
雷电伤害故障情况进行分析，发现传统输电线路伤害造成的损失，在工业化、自动
电线路防雷方式难以起到有效保护作用。化、现代化进程日益加快，对供电安全可
分析发现，传统输电线路防雷方式仍停留靠稳定要求日益提高的今天及将来，具有
在：“雷电对电力系统的危害绝大多数是十分重要现实意义。
由‘云——地’之间的线状雷所造成”及
2传统观念和防范方式的不足
“在一定半径范围内雷电打击基本上是打
击在较高点”的雷电伤害输电线路方式观《福建省近年110～220kV线路雷击
念，存在较大的不足，忽略了“雷电先导跳闸情况统计与地形参数分析报告》（以下
放电临界击距和暴露弧”这一原理对输电简称《报告》）对福建省2000年～2005年
线路雷电打击的重要影响，阐明了其机理，六年间的110kV线路106次、220kV线路
并针对传统措施的不足探索性地提出了改154次雷击跳闸事件中塔型、故障的相位、
进与完善对策意见。杆塔的地理位置等资料进行统计分析。《报
关键词临界击距暴露弧输电防雷告》按照以往的一般经验，确定“反击性
对策闪络故障判断原则”：将三相、两相同时闪
络的雷击故障归结为反击性闪络故障，同
时在反击性的单相闪络中，大致认为左、
1引言
中、右三相均等，而单纯性中相闪络也归
“雷电”影响在输电线路故障跳闸次结为反击性闪络，且左、右两相的单纯性
数中占70～90%，给电力系统带来了大量闪络中分别有与中相闪络一样次数归结为
的麻烦并且造成了巨大损失。虽然发达国反击性闪络。
家在上世纪初已提出并研究“雷电先导放《报告》主要相关结论如下。
电临界击距和暴露弧”这一理念与机理，在110kV雷击故障中。单回水平或三
我国在解放后也开始了研究，然而，这一角排列的，约有三分之二是反击性故障，
知识大多只在科研单位和超高压、特高压而约三分之一是绕击性故障。双回垂直、
输电相关单位部分专业人员中掌握和应鼓形排列的，绕击率在50％～60％。说明
用。更甚者是由于教学单位及教科书的相同杆双回线路的绕击性雷击故障占到一半
对传统与滞后性，目前相关大学教材中仍以上。
相当部分未编入这个课题，知道这一理念在220kV雷击跳闸事件中。单回水平
的人不多。目前在实际应用中仍然没有引或三角分布的，约有五分之四是反击性故
起广泛、高度的重视，在一般高压输电和障，而五分之一是绕击性故障。双回垂直
配电线路中几乎没有应用，致使输电和配分布的绕击率在60％～70％。说明同杆双
电线路雷电伤害问题仍然没有较根本性地回线路的绕击性雷击故障占到三分之二甚
得到改进和完善。随着温室效应的发展，至更高比例。
全球气候不断升高，年雷暴日、雷暴次数无论是110kV还是220kV杆塔在平地
和雷电强度也不断提升，同时随着经济社位置的发生反击的概率较高；在山头、山
会的快速发展，输电线路长度也在快速的脊、半山腰、山坡等位置的发生绕击的概
增加，准确把握雷电对输电线路的伤害原率比较高。
因，“对症下药”，有针对性地采取相应防以往，我们通常认为雷电对电力系统

1
的危害绝大多数是由“云——地”之间的雷云极性的正负都可能发生。
线状雷所造成，且“在一定半径范围内雷由雷云向地面发展的先导放电通道头
电打击基本上是打击在较高点”，并由此来部到达距被击物体临界击穿距离（简称击
研究设置防范雷电对电力线路的危害，其距）的位置以前，击中点是不确定的。而
主要措施是线路杆塔上端避雷针和导线上对某个物体先达到其相应的击距时，即对
方的线路避雷线。该物体放电。击距同雷电流的幅值有关，
以上实践事实证明，传统的线路防雷且与雷电的极性、被击点的电位有关。并
措施，在一定程度上发挥了作用，但无法非我们以往所认为的“在一定半径范围内
有效地保护线路导线及绝缘子免受雷电伤雷电打击基本上是打击在较高点”。由于土
害，对于有效受风侧面面积（暴露面）大地的综合利用要求，必须保证线路下方适
的导线垂直和鼓形排列方式就更加明显，度的林木种植、生长，建筑需要，以及大
尤其是杆塔在山头、山脊、半山腰、山坡、跨度跨越需要，目前，输电线路杆塔高度
山谷间以及其间河道傍等受风频繁且风速都很高（30m以上，甚至100m以上），导
较大、风束变化大的位置时特别显著。由线上工作电压幅值很大，比较容易由导线
此不能不使我们对关于雷电对输线路所造上产生向上先导。
成伤害的传统观念重新思考，并探讨其它中国电力科学研究院开发的基于电气
原因以及研究采取相应防范对策。几何原理的避雷线屏蔽性能研究程序中采
用了IEEEstd1234-1997，推荐了击距公
3雷电先导放电临界击距及暴
式：
000..6.66555
rrrss===111