大连供电公司高压架空输电线路雷击跳闸分析及防范措施

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1、大连供电公司高压架空输电线路雷击跳闸分析及防范措施近年来，我公司高压架空输电线路雷击率居高不下，严重影响了我公司的输电线路供电可靠性，并发生了多起线路落雷导致的变电所内设备事故，尤其是2007年，连续发生两起因线路连续落雷导致的220kV开关爆炸事故，对大连电网、设备的安全可靠运行构成严重威胁。因而如何提高线路的耐雷水平、降低线路的雷击跳闸率、避免雷击设备损坏事故已成当务之急，此项工作得到了局领导的高度重视。一、线路雷击跳闸的基本情况我局从1990年至今，雷击跳闸的线路80条（含农电10条），共跳闸181次（农电48次），雷击跳闸较多的（5次及以上）线路有10条，分别是220kV庄

2、宝线、66kV黄沙左右线、安碧线、庄山线、庄青线、台青南线、营青线、庄蓉线、荣桂线、庄光线，其中庄青线、台青南线、营青线、庄蓉线、荣桂线、庄光线为农电线路。近几年雷击跳闸频繁的供电线路有220kV庄宝线、66kV黄沙左右线、岔红线、宝复左右线、东复线、松岭线、普矿线、岔瓦线和水太线。所有线路历年（1990年以后）的雷击跳闸情况详见附件一《高压架空输电线路雷击跳闸明细》。从雷击跳闸率看，我公司近年来的雷击跳闸率一直比较高，2007年500kV雷击跳闸率0.24/百公里.年.40雷电日，220kV为0.62次/百公里.年.40雷电日，66kV为0.48次/百公里.年.40雷电日，220

3、kV和66kV线路雷击调整率大于规程0.3次/100km.a的要求，比2006年有所上升，2004年、2005年的雷击跳闸率与2006年相当，也均高于规程要求。二、大连地区雷电活动分析根据大连市气象局统计数据，大连地区近年来的平均雷暴日数为20天左右，2007年度为有记载以来的最高值，最大雷暴日数为31天，按照雷电活动区域划分标准为中雷区（15-40天），即雷电活动属于中等水平，即雷电活动要低于雷电活动频繁的江南，华南以及西南的大部分地区的多雷区，但是从近年来的线路雷电跳闸情况看，大连地区的雷电活动有增长的趋势。2007年5月，省公司在全省范围内安装了雷电定位系统，通过雷电定位系统

4、监测到了2007年6月份至今的雷电数据，从年度统计结果看，从雷电活动数据看，2008年总雷电次数为34104次，而且大多集中在5、6、7、8月份，尤其在6、7月份雷电密度较大，2008年大连地区的雷击跳闸线路大多发生在该时间段。年度最大雷电流422.4kA，从雷电流幅值概率直方图看，雷电流25～50kA的概率较高。依据雷电定位系统数据绘制的大连地区雷电密度分布图（仅依据一年多的雷电数据绘制，通常积累3年以上的雷电数据才能得到较好的气候代表性），可以看出雷电活动密集的地区有瓦房店的市区、复州湾镇周围；金州的得胜、七顶山、大魏家地区；市内南关岭周围；庄河的蓉花山、青堆、明阳等地区。雷电

5、放电涉及气象、地形、地质等许多自然因素，具有一定的随机性，但是从雷电密集地区看，有一定规律可循，多为空旷山区丘陵地带、周围环山的低洼地带、盐滩、矿藏等特殊地质的地区，应重点防范处于上述地区的送电线路。三、线路雷击跳闸基本原理在对雷击跳闸基本原理前，首先简要介绍一下雷电放电的基本过程。雷电对地放电的基本过程是这样的：带负电荷雷云在大地上感应出大量的正电荷，这样在雷云和大地之间形成了强大的电场，当局部电场强度超过大气游离场强时，就开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发展，形成先导放电，先导通道发展到临界地面时，由于局部空间电场强度的增加，常在地面突起处出现的正电荷向天空发展，形成迎面先导

6、，迎面先导与先导放电相遇后，正、负离子迅速中和，形成雷电放电的主放电过程。雷电时，处于空旷地带的高压架空输电线路杆塔使电场畸变，容易产生迎面先导，导致雷电放电，在输电线路上产生雷电过电压。还有另外一种情形，即雷击中架空线路附近大地，通过电磁感应在架空线路上引起感应过电压，但是感应过电压只对35kV以下的线路有威胁。雷击线路产生过电压有两种情况，一种是雷击中杆塔或避雷线时，巨大的雷电流通杆塔流入大地瞬间，由于杆塔接地电阻的作用，在杆塔或避雷线上产生很高的过电压，当电压超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，此时塔顶电位比导线电位高得多，引起绝缘子串闪络，发生

7、反击。另一种是雷电直接绕过避雷线击中导线，直接在导线上引起过电压，即发生绕击，下面借助雷击线路的电气几何模型予以说明，如左图所示。图中，s代表避雷线，c代表导线，BiCi是以s为圆心展开的圆弧（保护弧），CiDi是以c为圆心展开的圆弧（暴露弧），DiEi为平行于底面的平面（大地捕捉面），三者随着雷电流的加大不断向外向上扩展，三者交点形成中间阴影区域，此区域为屏蔽失效区，即雷电先导落入此区域时，发生绕击。在此区域以上，雷击避雷线，在此区域以下则击中大地。由图一可见，如果