铜陵电网输电线路雷击故障分析及对策

一、引言

铜陵地区地处长江中下游，是典型的亚热带季风气候区，在众多的山地丘陵中，含有铜、铁、黄金等多种金属矿产，年平均雷暴日为40天，雷电活动频繁。铜陵地区毗邻长江，河流、湖泊等水系较多，境内高山、丘陵连绵起伏，在地形、气候、接地电阻、杆塔结构等多种因素的影响下，雷击输电线路引起的线路跳闸故障较多，在2007年统计线路的13次跳闸中，雷击跳闸就7次，占线路跳闸总数的53.8%。日益增多的雷击线路跳闸，不仅影响到设备的安全运行，也极大的影响到人们的日常的生产、生活。

二、雷电跳闸分析

表1：铜陵地区220kV线路雷击故障情况统计表

2000-2007年，铜陵电网220kV输电线路共发生8次雷击跳闸，2006、2007年，雷击跳闸率一直维持在0.514次/百千米·年，高于国网公司要求的0.315次/百千米·年。在历次线路雷击跳闸中，绕击多发生在山区或杆塔较高的线路段;反击主要是由接地电阻过大或雷电流太强等因素造成。结合历次线路雷击跳闸，由理论知识分析影响线路雷击故障的具体因素：

1、近年来雷电活动逐年增强，线路雷击故障也有所增多。表2雷电定位信息系统中铜陵地区雷电统计显示，排除缺少数据的2006年，从2002至2007年，雷电数一直都在增加，可见铜陵地区雷电活动是在逐年增强的。全年雷电活动最强烈7、8月份，线路雷击故障超过半数。

表2：安徽电网雷电定位信息系统铜陵地区参数统计表

2、影响线路绕击的因素。从造成220kV线路跳闸的雷击类型来看，其中绕击为62.5%，占绝大多数。国内外普遍采用电气几何模型分析输电线路的绕击跳闸，在电气几何模型分析中(见图1)，影响导线绕击暴露弧BC的参数有保护角α、地面倾角、导地线对地距离，而影响导地线对地距离的有杆塔高度、地形等因素。故障统计中，故障杆塔高度超过35m的占80%，故障发生地点处于山坡或半山腰的占60%，可见在保护角确定的情况下，杆塔高度和地形是影响线路绕击率的重要参数。

图1：输电线路的电气几何模型

2.1保护角和杆塔高度。

保护角和杆塔高度是影响绕击的重要参数。跟据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》L/T 620-1997规程的经验公式计算出不同杆塔高度的绕击率随保护角而变化的曲线见图2，从图中可以看到，在负保护角时，线路绕击率接近零，而随着保护角的变大，绕击率显著增大。图中还显示，杆塔高度越高，线路绕击率也越高。

图2：绕击率与线路保护角、杆塔高度之间关系

近年来，新投运的220kV线路同杆双回路鼓型塔绕击跳闸次数较多，该塔型中相保护角小于15度，保护角并不偏大。但由电气几何模型分析得知，导线的暴露弧受到避雷线和地面共同作用，由于鼓型塔塔身较高，中相导线离避雷线和地面距离较大，又在其他两项导线外侧，使得避雷线和地面的屏蔽作用减弱，导线暴露弧增大，线路绕击率升高。同属该塔形的桂新2897线11号塔、桂库2889线102号塔遭受绕击跳闸的均为中相。