输电线路雷击灾害风险层进式评估体系的构建

高压输电线路雷击风险评估及防雷保护方案发布时间：2023-02-21T03:56:10.833Z 来源：《福光技术》2023年2期作者：黄佳明[导读] 高压输电线路运行过程中受环境因素、装置因素、技术因素等影响，在雷击瞬间可能出现闪络击穿、过流损毁等，造成严重电力事故。

广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州 514021摘要：雷电活动是影响高压输电线路安全性能的重要因素，可直接造成高压击穿、相间短路等，造成大面积断电。

研究以某地区110kV 输电线路为例，梳理其近5年受雷击跳闸故障案例，构建高压输电线路雷击风险评估模型并检验。

同时，依照本次评估结果，展开系统化、科学化、规范化管控，从智能监测、预防管理及日常运维出发，最大限度避免线路雷电灾害。

关键词：高压线路；雷击；跳闸率；耐雷水平高压输电线路运行过程中受环境因素、装置因素、技术因素等影响，在雷击瞬间可能出现闪络击穿、过流损毁等，造成严重电力事故。

尤其是在我国中南部地区，夏季雷雨天气较为频繁，在一定程度上加大了高压输电线路雷击风险。

仅2009年到2018年南网辖区雷电地闪总数约300万次/年，重大雷电灾害事故平均每年近百起。

如何进一步加强高压输电线路防雷保护已经成为新时期人们关注的焦点。

1 区域概况本次研究过程中主要以某地区110kV输电线路为例，分析其装置设置及运行环境，设定合理雷电参数，构建有效评估模型，其中：某地区110kV输电线路于2013年3月建成并投入使用，线路全长144km。

该线路贯穿丘陵地区，雷电灾害较为频繁，其平均雷击跳闸率可达到0.41次/百公里·年，远远高于区域安全标准（0.15次/百公里·年），亟待处理和完善。

2 评估模型2.1 雷击趋势本文选取近5年来的雷电日频次为研究参数，分析110kV输电线路雷电灾害可能性，其数据见表1。

表1 某地区110kV输电线路雷电日统计情况注：U50%为绝缘子的50%冲击放电电压（kV）；k为导线间及导线与避雷线耦合系数，k0为电晕修正后系数；β为避雷线分流系数；Ri 为杆塔冲击接地电阻（Ω）；ha为横担对地面的高度（m）；ht为杆塔全高（m）；Lt为杆塔电感（μH）；hg为避雷线距离地面高度（m）；hc为导线对地面的平均高度（m）。

输电线路雷电绕击评估方法分析及展望摘要：闪电是夏季常见的现象,其存在一般会对人们的生产和生活产生巨大的隐患.多年的实验研究表明,雷击位置具有很强的规律性,学术上称之为雷击的选择性.在实际应用中,输电线路的故障率在很大程度上取决于雷电对输电线路的选择性.本文就输电线路雷电绕击进行了探讨。

关键词：雷电绕击；输电线路；评估方法1、雷电绕击模型分析1.1电气几何模型电气结合模型的核心思想是利用击距实现对雷击绕击输电线路中存在的各种问题进行分析。

通过公式rc=AIb，（rc表示的雷电击距，A、b为常熟，I 为电流大小，）实现对导线。

避雷线等击距的计算，在问题具体分析过程中，将导线、避雷线分别作为圆心，然后以击距作为半径画圆，如果雷电下行导线落入或避雷线做圆范围内，此时，则人为发生雷击导线或避雷线。

再依据对雷击大地及击距离位置，通过几何作图方式，获取导线暴露弧以及在地面上投影的具体爆露距离，最终完成不同雷电流幅值下输电线路出现的雷电绕击概率的计算[3]。

电气几何模型虽然在具体应用过程中相对来说比较简单，其使雷击过程得到了简化，但是在具体应用期间，适用性和经准确性则有所不足，因此，人们在以此为基础下，进行了大量的研究与分析，以求使该模型变得更加完善。

1.1.1复杂地形分析现代电网输电线路规模的扩大，使其在运行期间避免不了受各种复杂地形影响，大量的输电线路的实际运行情况也充分证明了，雷电绕击现象的发生势必会受到地形影响，因此人们在具体分析期间，加强了对复杂地形的重视。

弧垂是输电线路中十分常见的现象，该现象的存在会致使两杆塔间的导线、避雷线对高低存在差异，相关研究结果表明，通过避雷线、导线的实际平局高度情况，反映档距内的防雷性，难以完成对绕击耐雷水平的有效评估，而在问题分析期间，如果对档距进行精细化分段处理，通过有效的方式，完成对每一段跳闸率的计算，然后通过加权的方式获取整个档距内的具体绕击跳闸率，最终完成相应的分析。

CASE区域治理基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法国网保定供电公司 任鹏中，胡自强摘要：雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。

据统计，中国50%以上的电力系统故障是由雷击引起的。

雷击故障一方面造成输电线路的设备损坏，同时雷击引起的线路故障也威胁着电网的安全运行，严重影响了社会经济的发展。

因此，输电线路的防雷是电力系统中的重点工作。

基于此，本文从电网可靠性的输电线路雷击评估方法进行阐述，以供参考。

关键词：输电线路；安全稳定运行；因素中图分类号：TM724 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）52-0191-0001一、电网可靠性电网可靠性是指电力系统可以在实时运行模式和外部工作环境下，持续满足系统运行约束及短期测量电力用户负荷需求，通过定量可靠性指标测量发电和输电系统的可靠性。

指数通常包括负荷削减概率、预期负荷削减频率、预期负荷削减持续时间、负荷削减平均持续时间、预期负荷削减、未提供预期能源、大容量电力中断指数和严重程度指数等。

二、保护系统可靠性模型（1）采样及跳闸子系统。

不管是采样统还是跳闸子系统效能丧失，均可以造成变电站保护系统失效。

保护失效涵盖误动与拒动失效两种形式，故而子系统可靠性分析也包括以上两种情况。

变电站保护能捕获到整站各个间隔电气量数据，故而会形成一定的信息冗余度，合理设计能规避在某间隔信息遗失或形成偏差工况下的继电保护性能，这也是和传统保护相比较，站域保护系统更占优势的主要原因。

（2）通信子系统。

可以通过构建网络的最小路集去测评SV、GOOSE网络的可靠性。

在业内，网络中可以使不同源宿点实现互联互通的一组链路的集合被称为网络的一个路集，若某个路集内有任何条链路出现故障，就会引起源宿点无法连通的情况，则该路集便是一个最小路集。

最小路集内若有组件效能丧失，则预示着该路集失效，连带网络失效。

（3）对时子系统。

目前，B码、IEEE1588对时是智能变电站常用的对时方式，又可以将前者分为单时钟单链路，双时钟单链路及双链路等多个模式。

概析输电线路防雷风险评估及治理措施1.引言雷击架空输电线路时可能引起线路开关跳闸而造成停电事故，或造成电气设备损坏、甚至系统瓦解等恶性事故。

在我国高压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的线路跳闸事故占较大比重，尤其在雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路而引起的事故率更高。

本文通过借助防雷风险评估系统对XX输电线路防雷状况进行评估，形成评估结论，提出有针对性的治理措施。

2.差异化防雷风险评估的目的架空输电线路的雷击事故以及线路走廊的雷电活动、线路特征等方面都存在差异。

因此，输电线路的防雷应充分考虑影响输电线路耐雷性能各因素的差异，如线路走廊雷电活动的差异、线路结构特征的差异以及地形地貌的差异，以“差异化防雷”的思想指导线路防雷，找出线路中防雷性能薄弱的杆塔，对这些杆塔进行有针对性的防雷设计、改造。

差异化防雷技术既可以提高输电线路的可靠性，又能避免不合理的设计、改造所造成的浪费，取得事半功倍的效果，提高防雷工程的技术性和经济性。

3.防雷风险评估的流程输电线路防雷性能评估是分析线路雷击故障原因、评价故障风险、评估防雷措施效果，并指导防雷方案制定的重要手段。

线路防雷性能评估的方法，是依据实际的线路参数（包括雷电活动、地形特征、杆塔塔型、各类防雷措施等），采用绕击闪络计算方法和反击闪络计算方法对线路的反击和绕击性能进行计算，进而得到总体的防雷性能。

线路差异化防雷性能评估的一般流程包括：（1）根据线路防雷性能评估的目的与要求，选定合适防雷性能计算方法，并确定性能评估所需的基本参数及其要求。

（2）根据计算方法的要求，收集与线路防雷性能及雷击故障风险有关的基本参数，包括线路走廊地区的雷电活动参数，线路所处的地形地貌，线路的塔型、绝缘水平、接地电阻等参数，线路已采取或计划采用的防雷措施，以往雷击故障等。

（3）根据选定的计算方法及收集到的基本参数建立计算模型，对线路当前的防雷性能进行评估；评估线路已采取或计划采取防雷措施的效果时，可通过改变计算模型的相应参数进行分析。

输电线路雷击跳闸安全风险分析发表时间：2019-03-26T10:08:07.600Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：李亚洲[导读] 摘要：提出了一种输电线路的雷击跳闸安全风险分析方法。

（国网呼伦贝尔供电公司内蒙古呼伦贝尔 021000）摘要：提出了一种输电线路的雷击跳闸安全风险分析方法。

该方法通过对因雷击线路而引起的母线电压越限和支路过载进行定量描述，能够发现电网中对于雷击灾害具有较高安全性风险的输电线路，能够为输电线路的差异化防雷设计和改造提供依据和支持。

关键词：风险评估输电线路雷击灾害 1、输电线路雷击跳闸率计算 1.1雷电参数的选取架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数称为雷击跳闸率。

我国规程采用每百ｋｍ每４０个雷暴日下的跳闸次数。

雷击跳闸率采用跳闸频次评估输电线路雷击跳闸的风险，是衡量线路防雷性能的一项综合性指标。

规定雷击跳闸率的计算公式为图1.1图1.1式中：NL为受雷面积内的雷击次数，NＬ＝0.1Ng（b+4h），其中b为避雷线横担长度，h为避雷线平均高度；η为建弧率；ｇ为击杆率，平原地区双避雷线线路取为1/6，山区取1/4；Ng为地闪密度，次/Km2。

它表示统计区域单位年度内每km２的地面雷击次数；P1为超过线路反击耐雷水平的雷电流概率；P2为超过线路绕击耐雷水平的雷电流概率。

经过20多年的研究和推广应用，我国电网已逐步在各省建立了雷电定位系统。

运行十多年来，雷电定位系统积累了大量的雷电定位原始数据，包括雷电流极性、幅值和定位经纬度坐标。

依据雷电定位数据统计区域地闪密度和雷电流幅值概率分布，可以对输电线路耐雷性能进行更准确的评估。

2、雷击跳闸风险的定义和评价方法 2.1雷击跳闸风险的定义雷击跳闸风险的研究对象为按照网格法划分的目标区域内等面积的地理小网格，雷击跳闸风险评估即对典型线路参数下输电线路在该小网格内的跳闸评估。

根据多年的雷电定位数据统计的地闪密度和雷电流幅值概率分布相对于规程推荐的地闪密度求取办法和雷电流幅值概率分布函数更能准确地反映当地雷电分布规律特征，改进的电气几何模型引入地面倾角的概念，从而量化了地形因素对输电线路雷击跳闸的影响。

基于Visual Basic的输电线路雷击风险评估系统开发张晓飞;彭友仙;史兆元;王岩【摘要】目前雷击仍然是危及电网安全可靠运行的主要因素.本文基于差异化防雷思想,以Visual Basic 6.0程序设计语言为开发平台,结合MS Excel 12.0组件和ACCESS 2003数据库平台,设计可视化界面,开发出一套程序化、智能化的输电线路雷击风险评估系统,实现了输电线路从沿线杆塔雷击跳闸率批量计算到全线雷击闪络风险批量评估,乃至查找沿线雷击薄弱点的全过程,具有数据输入、增加、删除、修改、输出、保存等功能,能够快速获取输电线路沿线雷击薄弱点,预估输电线路的防雷设计效果,为防雷工作的开展提供指导.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P67-70)【关键词】输电线路;差异化防雷;雷击跳闸率;雷击薄弱点;雷击风险评估【作者】张晓飞;彭友仙;史兆元;王岩【作者单位】国网河南省电力公司三门峡供电公司,河南三门峡 210098;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌 443002;郑州大学,郑州 450000;国网河南省电力公司三门峡供电公司,河南三门峡 210098【正文语种】中文长期以来，电网公司十分重视输电线路的安全运行，但因雷击发生跳闸的情况仍然频繁发生。

2011年，国家电网公司印发了《架空输电线路差异化防雷工作指导意见》以及《110（66）kV及以上输电线路差异化防雷改造指导原则》，期望加强对电网差异化的雷电防护，而对线路进行全线雷击风险评估并确定其薄弱点杆塔是保证差异化防雷改造工作实施有效的重要前提。

针对雷击风险评估及薄弱点查找问题，国内研究学者已经进行了一些研究，例如实现了耐雷水平计算及其影响因素分析的软件系统[1]、能够对雷电灾害进行评估和预测的风险评估管理系统[2]、能够对建筑物及其服务设施的风险参数进行估计的雷电风险评估系统[3-5]、雷击风险层进式评估体系[6]等，但上述系统或体系中，均未直接反映工程中某条线路的雷击薄弱杆塔，还需工程人员进行人工评估和筛选，工作量仍然较大。

输电线路雷电绕击评估方法分析及展望摘要：雷电天气通常都是伴随雨季而来，而雷击对特高压输电线路的影响也最大，在特高压输电线路的日常运行中，通常会遭受雷击导致跳闸。

如何加强特高压输电线路抗雷能力，就成了当下电力行业发展重点关注的课题。

雷击天气具备较高的不确定性，在雷击到来之前进行防护并不现实，因此，加强特高压输电线路的抗雷能力就成了当下电力企业的主要任务。

由于雷击电压较大，速度较快，所以会对线路造成较为严重的影响，当前特高压输电线路的事故中，雷击导致的跳闸问题占所有事故的三分之一，也就是说，提升特高压输电线路的防雷能力是当务之急。

关键词：特高压输电线路；避雷绕击；评估方法引言在特高压输电线路的众多危害中，雷击危害造成的影响最为严重，且无法预防，因此，加强特高压输电线路的抗雷能力就成为了当下电力企业的重要工作。

通过对避雷器以及接地体的优化，以便于特高压输电线路抗雷能力的优化，并以此保障我国电力的输送质量。

1概述电力系统是人民生活的关键保障，电力运输系统是保障电力系统稳定运行的重点。

电力运输过程中最常见的就是因打雷而出现的系统跳闸或漏电现象，严重影响电力系统的安全稳定运行，更严重时甚至会带来一系列安全事故危害人身安全。

因此，解决特高压输电线路雷击跳闸工作已成为特高压输电线路工程的重中之重。

雷击对电力系统的影响主要分为直接接触和间接接触2种途径。

直接接触是指电源系统直接被雷击中，那么雷电中的高压电流则会顺着电源系统流入电源线，电源线会因承受不了高压电流而被损坏;间接接触则是指雷电没有直接击中电源系统或者是击中的是特高压输电线路附近的位置，被特高压输电线路中的感应电弧感应到，然后推动高压电流向两侧转移直至流入变电站，从而损坏变电站里面的设备。

通过上述分析可以推断出，雷击给架空特高压输电线路带来的供电故障不在少数。

因此，相应的雷电防护措施必不可少，应该对雷电活动的强度和发生的频率进行监测，根据监测的数据结果来调整和改善特高压输电工程系统的线路设置等。

多自然灾害下的架空输电线路运行风险评估摘要：随着我国国民经济的迅猛发展，对于电力行业的要求也随之提高。

输电线路作为电力系统的重要组成部分，得到了大规模的推广，目前已基本遍布我国境内各个区域。

然而由于输电线路覆盖范围较广且周围环境地势复杂，增加了线路施工的难度，因此，在进行输电线路的施工时，需要严格遵循施工工艺技术。

基于此建立了多种自然灾害下架空输电线路运行风险评估体系，并采用改进层次分析法计算不同自然灾害的风险权重，保证评估结果的合理性。

关键词：多自然灾害；架空输电线路；风险评估引言随着城镇化建设的高速发展，输电线路所经地域的自然和社会环境日益复杂，线路保护区内违章施工、吊车种树等行为时有发生，社会整体的电力安全意识相对薄弱。

为了增强输电线路防范风险的能力，提高架空线路运行的可靠性，人们在架空输电线路运行风险评估方面开展了大量研究。

近年来，输电线路运行风险相关研究可分为两个方向，一是对不同自然灾害、气象因素下的输电线路风险机理进行研究，以更准确获得风险发生的可能性；二是同时考虑各种相互关联的风险，合理量化线路实际面临的综合风险，指导相关管理、维护与决策工作。

为此，本文建立了多自然灾害下的架空输电线路运行风险评估体系及灾害风险权重层次结构模型，实现了考虑多种自然灾害共同作用下的架空输电线路运行风险评估，可用于输电线路的风险管控，保障电力系统安全运行。

1架空输电线路运维难点1.1外力破坏矛盾突出近年来，城市建设脚步加快，线路保护区内违章施工、吊车种树、取土堆土等行为屡禁不止，输电线路的外破矛盾日益突出。

分析外破事故背后的主要成因，主要是社会人员意识相对薄弱，在利益驱使或缺乏安全知识的情况下容易盲目施工，特别是在赶工期、施工难度大等情况下，往往为了省时间、图方便，擅自进入线路安全距离范围内施工，从而导致事故发生。

外部工作涉及交通、园林、城管、村委、业主等诸多相关单位，容易产生推诿扯皮现象，导致现场实际未真正落实安全责任。

输电线路雷电灾害防御体系构建分析摘要：在当前阶段输电线路实际运行的过程中，存在跳闸停运的主要原因之一就是雷电灾害，以此，对防雷技术和防雷体系进行全面深入的研究和建设，可以使输电线路运行的安全性和稳定性得到根本性的解决。

基于此，本篇文章主要对输电线路雷电灾害防御体系构建进行深入的分析和探讨。

关键词：输电线路雷电灾害防御体系前言：在电力系统能量传输的过程中，输电线路是最为重要的组成内容之一，但是一般情况下，在高山等一些偏远的地区会将架空线路敷设进来，因此，实际的雷击事故发生概率则会进一步增加，使电网的整体运行受到影响。

而为了使此类问题得到全面的解决，就要将雷电灾害防御体系全面构建进来，使输电线路的防雷水平提升上来，最终使输电通道的安全稳定运行得到保证。

1.雷电灾害防御体系简介1.1.雷击风险预警功能对于输电线路雷电灾害防御体系而言，其主要就是将计算机技术应用进来，使输电线路雷击闪络的风险预警得以实现。

相应的物理结构包含的内容相对较多，不但将通信模块以及计算模块包含了进来，还将子站和数据库以及软件模块包含了进来，不仅如此，还涵盖了协议模块和网络通信。

其中，对于子站而言，主要就是对大气中的电场数据以及雷电定位数据进行实时的检测；对于计算模块而言，其主要就是对雷电数据和线路台账进行相应的统计并分析，与此同时，会在数据库模块中，将分析数据存入进来；对于软件模块而言，其主要就是对客户端软件进行部署，使雷电预警信息的被动查询和主动推送功能全面实现。

如果发生了雷电，则实际的光信号和声信号以及电磁辐射信号会进一步产生，与此同时，对于雷电电磁辐射信号而言，其主要就是以低频沿地球表面方式为依据，进行实时的传播，如果实际的能量非常大，则实际的传播范围也会进一步扩大，对于大范围的监测非常适合。

一般情况下，对于雷电风险预警而言，在实际计算的过程中，主要就是对雷电的实际活动规律以及输电线路的雷击原理为实际的依据，进行深入的分析，通过对检测数据和线路台账信息的监测，可以使输电线路的雷击闪络风险预警全面实现。