針對房山區(qū)35kV雙回架空線雷擊同時跳閘的問題分析與建議

徐揚　韓軼

摘要：自2008年以來，北京市房山供電公司所屬多條同塔并架雙回線的35kV線路，出現了多次雙回線路同時雷擊跳閘的問題。本文在介紹雷擊主要特征和危害的基礎上，重點分析了35kV架空線路雷擊的特點，并結合近幾年房山區(qū)35kV架空線路的雷擊事故案例，根據線路的地形特點、線路防雷設施、雷電特點等情況綜合分析造成35kV架空線路同塔并架雙回線遭雷擊同時跳閘的可能原因，并針對可能原因提出可行的防治措施和建議方案，用來給實際改造和防雷擊建設提供參考和指導。

關鍵詞：同塔雙回；雷擊跳閘；防雷擊措施

0 引言

房山區(qū)由于地處丘陵和山地，輸電線路的海拔高、跨地距離長、氣象環(huán)境尤其復雜，導致桿塔高度增加、線路暴露部分長、引雷半徑也增大，因此電網雷擊事故更為常見，對已防雷保護的技術要求也更為嚴格。近幾年，房山區(qū)供電公司的多條同桿并架35kV輸電線路，多次發(fā)生雙條線路同時雷擊跳閘的事故。我們應該根據線路的地形特點、線路防雷設施、雷電特點等情況綜合分析造成雙條線路跳閘的原因，并針對這種特殊的線路雷擊事故采取更為實際有效的防御方法，降低輸電線路的跳閘率。

1 線路防雷的主要性能指標

衡量線路防雷性能好壞的指標一般分為兩方面：

（1）雷擊跳閘率。雷擊跳閘率是指每百公里線路每年（按40個雷電日計算）由雷擊引起的線路跳閘次數。

（2）耐雷水平。耐雷水平是指能引起絕緣子閃絡的最小雷電流幅值。

如何確定線路的防雷方式，提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘率是防雷設計中非常重要的工作。應綜合考慮系統(tǒng)的運行方式，線路的電壓等級和重要程度、線路經過地區(qū)的雷電活動的強弱、地形地貌特點、土壤電阻率的高低等自然條件，參考當地原有線路的運行經驗，根據技術經濟比較的結果，采取合理的保護措施。

2 雙回線遭雷擊同時跳閘的原因分析

2.1雷擊易引起35kV線路跳閘的原因

造成35kV線路雷擊跳閘率高的原因主要是以下幾點：

（1）線路的絕緣水平不高：35kV線路的絕緣水平不高，致使其絕緣子容易發(fā)生閃絡，導致雷擊跳閘率升高。

（2）中性點運行方式：采用中性點不直接接地的運行方式，其電容電流普遍偏高，且均大于10A，導致雷擊故障建弧率高，因而導致雷害事故較多。

（3）進線段保護存在的問題：進線段僅僅架設單地導線不能滿足防雷需求。

（4）桿塔接地電阻超標：過大的桿塔接地電阻使得雷電流不能可靠入地，從而提高了線路的雷擊跳閘率。因此為了保證雷電流入地，必須確保桿塔的沖擊接地電阻小于10。

2.2 35kV雙回線同時跳閘的原因分析

影響同塔線路雷擊跳閘的主要因素有地閃密度、雷電流幅值、地線保護角、線路絕緣水平、桿塔高度、桿塔接地電阻、土壤電阻率、地面傾角、地形地貌等。其中繞擊影響因素主要有地線保護角、桿塔高度、地面傾角等，反擊影響因素主要有桿塔接地電阻、土壤電阻率、桿塔高度、線路絕緣水平等[3]。同塔雙回線路雷擊跳閘及雙回同時跳閘危害較大，可能導致整個電源通道中斷，造成多個變電站失壓及大面積停電事故。統(tǒng)計表明同塔線路雷擊同時跳閘重合成功率亦低于一般單回線路。下面將對同塔雙回線路雷擊跳閘的主要影響因素進行分析，總結同塔雙回線路雷擊閃絡特性以及應該采取的有針對性的防雷措施。

（1）雷電反擊是造成同塔雙回線路雷擊同時跳閘的絕對主因。如表1所示， 2008-2012年房山區(qū)電網同塔雙回線路雷擊同時跳閘統(tǒng)計數據表明，雷電定位實際探測的導致同塔線路雷擊同時跳閘的雷電流幅值 80%以上高于同塔線路雙回反擊耐雷水平。剩余不到 20%的雷電流幅值低于反擊耐雷水平，原因是雷電定位系統(tǒng)受探測站布點、探測地形及距離等因素影響導致探測誤差存在隨機性[3]。

（2）強雷暴過程中連續(xù)或多次雷電繞擊也會導致雙回線路同時跳閘。雷電活動存在復雜性，房山區(qū)在運行中發(fā)現在局部強烈的雷暴過程中，也經常發(fā)生連續(xù)、多次小電流繞擊導致同塔雙回線路雷擊同時跳閘情況，從雷擊故障時雷電定位系統(tǒng)實時監(jiān)測的雷電流數據可以得出這一結論。由表1數據，2008年6月26日房山區(qū)南張線路一次35kV同塔雙回線路雷擊同時跳閘故障就是由連續(xù)多次雷電流繞擊造成的。

（3）地形對同塔雙回線路雷擊同時跳閘影響也較大。由房山區(qū)近幾年線路遭雷擊統(tǒng)計可得，平地或平原地形雷擊故障約占50%，山地或高山雷擊故障約占50%（其中大多數雷擊發(fā)在山坡或山頂）。并且發(fā)生雷擊同時跳閘的故障桿塔中，塔高比較高的直線塔占較多數。

3 防止雙回線遭雷擊同時跳閘的解決措施

3.1 線路避雷器的綜合應用

（1）無間隙線路避雷器。無串聯間隙型避雷器直接與導線連接，利用避雷器電阻的非線性特性保護絕緣子串，與帶串聯間隙型相比具有吸收沖擊能量可靠，無放電延時的優(yōu)點。無間隙避雷器一般裝有故障脫落裝置，在正常情況下，通過雷電流和操作過電壓電流，脫離器均不動作；在異常情況下，當避雷器發(fā)生故障損壞時，工頻電流通過脫離器，脫離裝置能可靠動作，使損壞的避雷器自動與導線脫離，保證正常供電，絕緣間隔棒保持導線與避雷器之間有足夠的絕緣距離。

（2）帶間隙線路避雷器。采用帶間隙的線路避雷器保護進線段終端桿，帶串聯間隙型避雷器與導線通過空氣間隙來連接，間隙擊穿電壓低于絕緣子串的閃絡電壓，正常時避雷器處于休息狀態(tài)，不承受工頻電壓的作用，只在一定幅值的雷電過電壓作用下串聯間隙動作后避雷器本體才處于上作狀態(tài)，因此具有電阻片的荷電率較高，雷電沖擊殘壓降低，可靠性較高，運行壽命較長等特點 [4]。

3.2 降低桿塔的接地電阻及安裝消弧線圈

35kV線路進線段桿塔接地電阻值不得超過10歐姆。避雷線對雷電過電壓的降壓作用，是依靠低的接地電阻來實現的，而且接近于反比例關系。配電網中性點經消弧線圈接地分為經固定消弧線圈接地和經自動消弧線圈接地兩種型式。固定消弧線圈由于調諧上的困難現已逐漸淘汰，取而代之的是自動消弧線圈。自動消弧線圈由于能實時檢測電網電容電流、調整補償電流，使補償后的殘流小于10A，所以當線路絕緣子在雷擊閃絡時，在雷電流過后能把工頻續(xù)流控制在10A以下，使其不能建立持續(xù)燃燒的接地電弧，控制了配電網的雷擊建弧率，因而有效地控制了配電網的雷擊跳閘率，降低了配電網雷害事故。

3.3 裝設自動重合閘

自適應單相自動重合閘是一種新型的重合閘原則，它的核心之處在于它在重合之前能夠區(qū)分瞬時性故障和永久性故障，避免了傳統(tǒng)自動重合閘的盲目性，消除了重合于永久性故障時對系統(tǒng)的危害。但是由于自適應重合閘對于區(qū)分瞬時性故障和永久性故障并不十分準確，技術尚不完善，所以對于房山區(qū)35kV輸電線路來說，并不建議使用自適應重合閘。

參考文獻

[1] 黃中華，韓民曉，王偉. 輸電線路雷擊跳閘原因分析與防雷措施介紹[J]. 電工電氣，2012，04：62-64.

[2] 霍憲鵬，劉書青，劉軍，姜克華. 淺述35kV線路的防雷[A]. 山東電機工程學會.山東電機工程學會第四屆供電專業(yè)學術交流會論文集，2007：4.

[3] 彭向陽，詹清華，周華敏. 廣東電網同塔多回線路雷擊跳閘影響因素及故障分析[J]. 電網技術，2012，03：81-87.

[4] 陳錫陽，尹創(chuàng)榮，葛棟，張翠霞，王獻麗，賀子鳴，楊挺，王偉然. 110kV線路復合絕緣子防雷保護并聯間隙的應用研究[J]. 高壓電器，2012，02：60-65+70.

[5] 陳錫陽，尹創(chuàng)榮，楊挺，王偉然，葛棟，張翠霞，王獻麗，賀子鳴. 110kV輸電線路并聯間隙防雷裝置的設計與運行[J]. 電力建設，2011，06：57-61.

作者簡介：徐揚（1985-12），男，漢族，北京人，工程師，碩士學位，畢業(yè)于北京交通大學，電氣工程專業(yè)，現就職于國網北京市電力公司房山供電公司，主要研究方向為工程項目管理、電網運行管理等。

韓軼（1985-11），女，漢族，北京人，工程師，碩士學位，畢業(yè)于北京交通大學，電氣工程專業(yè)，現就職于國網北京市電力公司豐臺供電公司，主要研究方向為電力人力資源教育培訓，輸配電運行管理等。