銅陵電網(wǎng)輸電線(xiàn)路雷擊故障分析及對策

一、引言

銅陵地區地處長(cháng)江中下游，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區，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。銅陵地區毗鄰長(cháng)江，河流、湖泊等水系較多，境內高山、丘陵連綿起伏，在地形、氣候、接地電阻、桿塔結構等多種因素的影響下，雷擊輸電線(xiàn)路引起的線(xiàn)路跳閘故障較多，在2007年統計線(xiàn)路的13次跳閘中，雷擊跳閘就7次，占線(xiàn)路跳閘總數的53.8%。日益增多的雷擊線(xiàn)路跳閘，不僅影響到設備的安全運行，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220kV線(xiàn)路雷擊故障情況統計表

2000-2007年，銅陵電網(wǎng)220kV輸電線(xiàn)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，高于國網(wǎng)公司要求的0.315次/百千米·年。在歷次線(xiàn)路雷擊跳閘中，繞擊多發(fā)生在山區或桿塔較高的線(xiàn)路段;反擊主要是由接地電阻過(guò)大或雷電流太強等因素造成。結合歷次線(xiàn)路雷擊跳閘，由理論知識分析影響線(xiàn)路雷擊故障的具體因素：

1、近年來(lái)雷電活動(dòng)逐年增強，線(xiàn)路雷擊故障也有所增多。表2雷電定位信息系統中銅陵地區雷電統計顯示，排除缺少數據的2006年，從2002至2007年，雷電數一直都在增加，可見(jiàn)銅陵地區雷電活動(dòng)是在逐年增強的。全年雷電活動(dòng)最強烈7、8月份，線(xiàn)路雷擊故障超過(guò)半數。

表2：安徽電網(wǎng)雷電定位信息系統銅陵地區參數統計表

2、影響線(xiàn)路繞擊的因素。從造成220kV線(xiàn)路跳閘的雷擊類(lèi)型來(lái)看，其中繞擊為62.5%，占絕大多數。國內外普遍采用電氣幾何模型分析輸電線(xiàn)路的繞擊跳閘，在電氣幾何模型分析中(見(jiàn)圖1)，影響導線(xiàn)繞擊暴露弧BC的參數有保護角α、地面傾角、導地線(xiàn)對地距離，而影響導地線(xiàn)對地距離的有桿塔高度、地形等因素。故障統計中，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)在保護角確定的情況下，桿塔高度和地形是影響線(xiàn)路繞擊率的重要參數。

圖1：輸電線(xiàn)路的電氣幾何模型

2.1保護角和桿塔高度。

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

圖2：繞擊率與線(xiàn)路保護角、桿塔高度之間關(guān)系

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