銅陵電網(wǎng)輸電線路雷擊故障分析及對(duì)策

一、引言

銅陵地區(qū)地處長(zhǎng)江中下游，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，在眾多的山地丘陵中，含有銅、鐵、黃金等多種金屬礦產(chǎn)，年平均雷暴日為40天，雷電活動(dòng)頻繁。銅陵地區(qū)毗鄰長(zhǎng)江，河流、湖泊等水系較多，境內(nèi)高山、丘陵連綿起伏，在地形、氣候、接地電阻、桿塔結(jié)構(gòu)等多種因素的影響下，雷擊輸電線路引起的線路跳閘故障較多，在2007年統(tǒng)計(jì)線路的13次跳閘中，雷擊跳閘就7次，占線路跳閘總數(shù)的53.8%。日益增多的雷擊線路跳閘，不僅影響到設(shè)備的安全運(yùn)行，也極大的影響到人們的日常的生產(chǎn)、生活。

二、雷電跳閘分析

表1：銅陵地區(qū)220kV線路雷擊故障情況統(tǒng)計(jì)表

2000-2007年，銅陵電網(wǎng)220kV輸電線路共發(fā)生8次雷擊跳閘，2006、2007年，雷擊跳閘率一直維持在0.514次/百千米·年，高于國(guó)網(wǎng)公司要求的0.315次/百千米·年。在歷次線路雷擊跳閘中，繞擊多發(fā)生在山區(qū)或桿塔較高的線路段;反擊主要是由接地電阻過(guò)大或雷電流太強(qiáng)等因素造成。結(jié)合歷次線路雷擊跳閘，由理論知識(shí)分析影響線路雷擊故障的具體因素：

1、近年來(lái)雷電活動(dòng)逐年增強(qiáng)，線路雷擊故障也有所增多。表2雷電定位信息系統(tǒng)中銅陵地區(qū)雷電統(tǒng)計(jì)顯示，排除缺少數(shù)據(jù)的2006年，從2002至2007年，雷電數(shù)一直都在增加，可見(jiàn)銅陵地區(qū)雷電活動(dòng)是在逐年增強(qiáng)的。全年雷電活動(dòng)最強(qiáng)烈7、8月份，線路雷擊故障超過(guò)半數(shù)。

表2：安徽電網(wǎng)雷電定位信息系統(tǒng)銅陵地區(qū)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2、影響線路繞擊的因素。從造成220kV線路跳閘的雷擊類型來(lái)看，其中繞擊為62.5%，占絕大多數(shù)。國(guó)內(nèi)外普遍采用電氣幾何模型分析輸電線路的繞擊跳閘，在電氣幾何模型分析中(見(jiàn)圖1)，影響導(dǎo)線繞擊暴露弧BC的參數(shù)有保護(hù)角α、地面傾角、導(dǎo)地線對(duì)地距離，而影響導(dǎo)地線對(duì)地距離的有桿塔高度、地形等因素。故障統(tǒng)計(jì)中，故障桿塔高度超過(guò)35m的占80%，故障發(fā)生地點(diǎn)處于山坡或半山腰的占60%，可見(jiàn)在保護(hù)角確定的情況下，桿塔高度和地形是影響線路繞擊率的重要參數(shù)。

圖1：輸電線路的電氣幾何模型

2.1保護(hù)角和桿塔高度。

保護(hù)角和桿塔高度是影響繞擊的重要參數(shù)。跟據(jù)《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》L/T 620-1997規(guī)程的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不同桿塔高度的繞擊率隨保護(hù)角而變化的曲線見(jiàn)圖2，從圖中可以看到，在負(fù)保護(hù)角時(shí)，線路繞擊率接近零，而隨著保護(hù)角的變大，繞擊率顯著增大。圖中還顯示，桿塔高度越高，線路繞擊率也越高。

圖2：繞擊率與線路保護(hù)角、桿塔高度之間關(guān)系

近年來(lái)，新投運(yùn)的220kV線路同桿雙回路鼓型塔繞擊跳閘次數(shù)較多，該塔型中相保護(hù)角小于15度，保護(hù)角并不偏大。但由電氣幾何模型分析得知，導(dǎo)線的暴露弧受到避雷線和地面共同作用，由于鼓型塔塔身較高，中相導(dǎo)線離避雷線和地面距離較大，又在其他兩項(xiàng)導(dǎo)線外側(cè)，使得避雷線和地面的屏蔽作用減弱，導(dǎo)線暴露弧增大，線路繞擊率升高。同屬該塔形的桂新2897線11號(hào)塔、桂庫(kù)2889線102號(hào)塔遭受繞擊跳閘的均為中相。