架空输电线路防雷技术研究
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摘 要：架空输电线路防雷技术是电力系统建设过程中较为常见的防雷技术，对于保证电网安全稳定运行，确保电力持续可靠供应具有重要意义。我国福建省地处东南沿海，是雷电活动频繁地区，加强做好防雷工作一直以来都是福建省电力系统的重要工作内容，对于防雷技术的研究也得到了福建省电力系统的高度重视。该文结合具体数据，对2017年度福建省架空输电线路防雷技术情况进行分析总结，力求找到不足，总结经验，为今后更好地施用架空输电线路防雷技术提供参考。
关键词：架空输电线路;防雷技术;分析报告
中图分类号：TM726 文献标志码：A
作为我国的雷电活动频繁地区，福建省雷电正负极性和雷电流幅值分布历年情况基本一致，负极性雷占比约为75%。正是基于这种情况，福建省电力系统对于防雷工作的重视程度较高，对于防雷技术的研究较为深入，该文将对2107年福建省架空输电线路防雷技术进行分析总结。
1 雷击跳闸情况分析
根据有关数据显示，福建省年平均落雷数在25万左右，最高落雷数可达40万次。在个别台风天气频繁的年份，受台风活动影响，落雷次数会有明显降低，由此也降低了雷击跳闸情况的发生。
在2017年当中，以福建省送变电工程有限公司第一运检分公司（全文简称“省运检分公司”）提供数据为例，合计雷击跳闸17次，均为500 kV线路，与2016年的雷击跳闸18次基本持平，略有减少，雷击跳闸率为0.27次/百公里，实现重合闸成功率100%。
2 雷击跳闸影响因素分析
2.1 线路回数
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，在所有检修的83条、5 776.611 km线路中，单回路线路共发生15次雷击跳闸，其中13次绕击，2次反击，雷击跳闸率每百公里0.525次;双回路线路共发生2次雷击跳闸，其中1次绕击，1次反击，雷击跳闸率百公里0.068次。由此数据可见，同塔情况下，无论是雷击跳闸次数还是雷击跳闸率，双回路线路都明显少于单回路线路，但是雷击的不确定性和不可预测性，依然使雷击跳闸率存在极大的不可控性。除此之外，在2017年中，共发生3次雷击同跳，重合闸成功率100%。
2.2 塔型
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，在所有架空输电线中，220 kV～1 000 kV線路共计83条，长度总计5 776.611 km，塔型以耐张杆塔、直线杆塔为主，其中耐张杆塔3168基，直线杆塔13083基，前者共发生雷击跳闸5次，后者12次，考虑到杆塔建设基数相差较大的实际情况，所以耐张杆塔与直线杆塔发生雷击跳闸次数不能进行单纯比较，由此得出的易受雷击跳闸结论存在一定的片面性。
2.3 塔高
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，发生雷击跳闸的杆塔塔高，60 m及以上共4基，50 m～60 m共5基，40 m～50 m共5基，40 m以下共3基。由此可见，相对而言，40 m以下杆塔雷击跳闸概率较小。
2.4 接地电阻
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，接地电阻大于15Ω的杆塔未发生雷击跳闸，接地电阻在10Ω～15Ω范围内的杆塔共发生2次雷击跳闸，接地电阻5Ω～10Ω的杆塔共发生15次雷击跳闸，而接地电阻小于5Ω的杆塔未发生雷击跳闸。由此可见，虽然接地电阻5Ω～10Ω的杆塔共发生15次雷击跳闸，但杆塔接地电阻的大小与雷击跳闸次数并不存在直接关系，无规律可循。
2.5 地线保护角
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，杆塔地线保护角大于10°的共发生3次雷击跳闸，杆塔地线保护角在5°～10°共发生2次雷击跳闸，杆塔地线保护角在0°～5°发生1次雷击跳闸，而杆塔地线保护角小于0°的共发生13次雷击跳闸。由此可见，虽然杆塔地线保护角小于0°的共发生13次雷击跳闸，但杆塔地线保护角的大小与雷击跳闸次数并不存在直接关系，无规律可循。
2.6 水平档距
根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，水平档距大于600 m的杆塔共发生12次雷击跳闸，水平档距在400 m～600 m内的杆塔共发生3次雷击跳闸，水平档距在400 m以下的杆塔共发生3次雷击跳闸。由此可见，水平档距在400 m以上的杆塔，更容易发生雷击跳闸。
2.7 地貌地形
现阶段，在省运检分公司所负责的线路当中，主要包括平地、山谷、山顶、爬坡和沿坡5种类型，具体内容如图1（a）～图1（e）所示。根据省运检分公司的数据显示，到2017年11月为止，山顶杆塔雷击跳闸故障8起，沿坡杆塔雷击跳闸故障7起，山谷杆塔雷击跳闸故障1起，爬坡杆塔雷击跳闸故障1起，而平地杆塔未发生雷击跳闸故障。由此可见，地貌地形为山顶和沿坡的杆塔发生雷击跳闸故障的概率更大。
2.8 雷电流幅值
根据省运检分公司2017年雷电定位系统监测到的雷击跳闸故障发生时的雷电流幅值数据显示，雷电流幅值从-7.4 kA到-273.6 kA不等，共发生绕击14起，反击3起。
3 重点输电线路雷击跳闸分析
省运检分公司负责的线路中，有1 000 kV都榕Ⅰ线和都榕Ⅱ线属于国网重要输电线路，长度共计342.01 km，建有708基杆塔，以负保护角为主要防雷措施地线保护角。
在2017年当中，1 000 kV都榕Ⅱ线发生了建成投运3年以来的第一次雷击跳闸故障，为C相跳闸，但重合闸成功。
经过现场故障检查，发现1 000 kV都榕Ⅱ线#455塔C相左串绝缘子均压环有明显的闪络痕迹。
4 雷电监测、防护技术的应用 4.1 雷電监测
在2017年度，省运检分公司雷电监测系统运行正常，有效监测率达到98%，故障点探查率达到80%，各处雷电监测站均处于工作状态，可以正常稳定的运行。
4.2 雷电防护
主要通过分析具体案例进行阐述，以并联间隙方面的内容为主。
在2017年6月26日，220 kV漳庄Ⅰ、Ⅱ路B相故障跳闸，重合闸成功。在事后的检查过程中，福建省电网雷电智能监测系统显示，在2017年6月26日14时20分51.889时段1 km缓冲半径内的220 kV漳庄Ⅰ、Ⅱ路#14-15段有落雷一处，雷电流幅值为-135.8 kA，探测结果准确，位置一致。
在故障现场检查过程中，漳庄Ⅰ路#13塔B相小号侧左串合成绝缘子串及均压环有明显的雷电流闪络痕迹，漳庄Ⅱ路#13塔B相大号侧右串合成绝缘子串及均压环有明显雷电流闪络痕迹，是由当日雷雨天气所致，经排查确定220 kV漳庄Ⅰ、Ⅱ路#13塔附近于14：20：51.889时段发生雷击，反击B相导线引起单相跳闸。
故障情况如图2～图4所示。
220 kV漳庄Ⅰ路230基在2010年全部安装有并联间隙，共计690支，这也是全国首家并联间隙试点。在并联间隙的运行过程中，从雷击跳闸的情况分析，得出的结论包括2点。1） 雷击跳闸均为反击跳闸，同塔架设的线路均未发生跳闸或者跳闸后重合成功率较高。2） 闪络痕迹集中在间隙上，未损及绝缘子。
所以，并联间隙的本质是差异性防雷，在一定程度上对同塔架设线路有保护作用，且能使绝缘子避免电弧侵袭。
5 结语
在2017年的工作中，省运检分公司重点对输电线路架空地线、塔顶避雷针等进行检查，同时还加强开展杆塔接地网开挖检查及接地引下线防腐防锈工作。下一步，省运检分公司将在现有基础上扩大输电线路分布式故障诊断系统的防雷应用范围，进一步提升线路故障的快速反应能力，对一些诸如接地电阻测量、接地网开挖排查和老旧线路接地网改造等工程将继续进行，并在原有技术基础上，力求突破创新。另外要加强台风、暴雨过后杆塔接地网特巡、特护检查工作，根据接地装置实际腐蚀程度，开展接地大修，防止线路总体耐雷水平下降。
参考文献
[1]王阳，窦旭.架空输电线路防雷与接地技术研究[J].商品与质量，2016（50）：66.
[2]张海鹰，钱文海，崔辰.高压架空输电线路的防雷技术探讨[J].山东气象，2014（2）：45-47.
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