配电线路雷击故障分析及雷电定位系统应用

关于超高压输电线路雷击跳闸典型故障分析

摘要：随着社会的发展，生产生活中所需电力越来越多，电力事业不断进步。超高压输电线路在当今社会的电力系统中发挥着至关重要的作用，但超高压输电线路多在高空和山区中，存在着许多不安全的因素，容易遭受雷电的影响，从而导致跳闸、着火等事故，造成电网短路等现象。而防雷设计在超高压输电线路中具有重要的作用，防雷设计可以增强其安全性，提高综合防雷技术，降低对超高压输电线路的维护费用。因此，必须要对超高压输电线路防雷设计的措施进行研究，完善其设计措施。

关键词：超高压；输电线路；雷击跳闸；故障分析

引言

在雷电活动频繁的地区，雷害事故仍经常发生，极大地影响了低压电网的供电可靠性，影响了配电网的安全稳定运行。因此，对配电网的防护现状进行认真的分析和研究，找出雷害事故频发的原因，找出配电网在防雷措施和防雷设备上存在的缺陷和不足，提出改进和完善措施是非常必要的。

1雷电放电过程及参数特征

1.1雷电放电的5个阶段及其效应

雷电对铁塔放电的过程可以简单的分为5个阶段。第一阶段:先导的发生及对下风向的屏蔽作用。第二阶段:上行与下行先导的连接，即首次回击。第三阶段:箭式先导。第四阶段:继后回击。第五阶段:末次回击。下面以偶极子负地闪过程为例。

1.2先导的发生及对下风向的屏蔽作用 雷云内部电荷极性为上正下负，电场强度可达50～100MV/m。通常，雷云内部会发生放电现象，称为预击穿过程，为下行先导(又叫梯级先导)的形成提供条件。当底部电场强度达到300～500kV/m时，开始击穿空气形成向下运动的流光，称为下行先导。其主要参数:梯级先导到地面的平均速度V为2×105m/s;每一梯级先导平均长度L为20～50m;不连续梯级间隔时间t为10～200μs;通道温度T为1×104K;过程平均总电荷Q为5C;先导头部端点电场强度E为5～10MV/m。受雷电下行先导端部电场的影响，铁塔端部感应出与下行先导端部电场相反极性的电荷。当其电场强度达到30～50V/cm时就发生电晕，产生方向向上的流光，称为上行先导。上行先导与下行先导受电场力的约束作相对运动，为上下先导连接提供必要条件。同时，铁塔端部的电晕会产生大量的离子，在下风向铁塔端部高度以下区域形成离子屏蔽层，抑制此区域地表物体上行先导的发展，其地面电场半峰值距离约为4km。

10kV配网线路雷击故障跳闸分析与防范

摘要：近年来，我国电网覆盖范围不断扩大。配电线路作为电网系统的重要组成部分，直接影响着城市电网的发展。由于配电线路范围广，线路结构复杂，在运行过程中容易发生事故，严重影响线路的安全稳定运行，影响人们的生产和生活。特别是在夏天，很容易被雷击而引起短路。在暴雨、雷电、大风天气下，由于潮湿、腐蚀、风吹等原因，电线的绝缘层会在线路的某一位置降低，导致部分电流通过线路与线路、线路与地面之间，造成漏电事故，极易引起火灾。受大风影响，地面漂浮物也会造成线路短路，造成线路损坏，影响正常供电。因此，要解决这些问题，就必须查明电力线路雷击故障及故障原因，制定有针对性的解决方案，努力做好预防和应对工作。

关键词：10kV配网线路；雷击故障；跳闸分析；防范

1 雷击跳闸故障的基本含义

由于我国输电线路基本裸露，受自然因素影响较大。例如，雷雨天气中很容易受到雷击等自然因素的干扰，导致正常运行失败，严重影响人们的正常用电。

研究发现，雷击引起的绝缘子闪络放电是雷击跳闸故障的根本原因。10kV配电网输电线路雷击电流超过线路耐雷能力时，会发生绝缘子闪络放电。在这种情况下，如果闪络放电时间很短，则可能不会造成跳闸事故；如果雷击后工作电压形成的电弧继续存在，则可能造成跳闸事故。可见，10kV配电网输电线路绝缘子闪络放电和闪络放电形成稳定电弧是雷击跳闸故障的条件。

2电力线路雷击故障分析

2.1配电的设备不符合标准

没有做好配电变压器的防雷保护装置措施, “三点共地”的现象随处可见, 在电缆分支箱以及配电线路环网柜上都没有配备防雷装置, 一旦发生雷电等自然灾害,

难以保障配电线路的稳定性和安全性。

2.2 人为因素的影响

①由于配电线路管理人员管理不当，缺乏重视，缺乏专业培训，导致管理人员缺乏先进的理论知识和专业素养；岗位职责不明确，考核标准不完善，导致配电线路缺乏有效的管理操作。线路维护人员缺乏责任心和安全意识，工作态度不端正，容易造成线路设备故障。②在配电线路建设过程中，配电管理企业没有与其他单位进行合理有效的沟通，在配电线路建设前也没有提前做好沟通。但输电线路往往采用放射性布置形式，且未采取防护措施，致使配电线路存在巨大的安全隐患，影响配电网的安全和运行，因此在夏季雷暴多发季节，雷击故障时有发生。

输电线路雷击跳闸故障及防范技术分析

摘要：输电线路作为电力系统中必不可少的一部分，它的正常工作直接会影响到整个电力系统的电能输送情况，尤其是在输电线路受到雷击后，会出现非常严重的故障，例如线路短路不能正常供电，甚至还会发生火灾等。基于此，本篇文章对输电线路雷击跳闸故障及防范技术进行分析，以供参考。

关键词：输电线路；雷击跳闸故障；防范技术

引言

输电线路架设地点相对复杂，受地形、气候等因素的影响，在雷雨天气易受到雷电干扰，严重时发生雷击跳闸故障，影响线路正常运行并带来一定的经济财产损失。为强化超输电线路防雷能力，有必要对雷击跳闸故障防范措施进行总结。

一、输电线路遭受雷击的影响

对于整个供电系统中的输电线路而言，雷击现象对整个系统会产生非常大的影响，尤其是常用的220kV的输电线路，如果该输电线路受到雷击的影响，那么就会出现更多的故障，其中包括以下几种：一是输电线路的跳闸现象；二是连接在一起的电气设备会受到雷击而损坏；三是出现绝缘子的闪络异常，甚至在有些时候还会威胁到人们的生命财产安全。如果实际的输电线路是在山区或者人口较少的交通不便利地区，如果输电线路出现雷击的现象就会非常难以查找故障所在地，严重影响人们的生产生活用电。另外，输电线路遭受雷击一般都是在比较恶劣的天气条件下，而且在雨季遭受雷击还非常容易造成大树的倾倒，这种情况下如果不尽快采取合理的解决措施，就会出现连线现象，甚至还会电击到路过的行人，危及人们的生命安全。

二、输电线路的雷击跳闸事故原因

（一）避雷装置安装质量不过关

氧化避雷器是大部分配电线路用以预防雷击的选择措施，但由于目前输电线路大多都是以架空形式且布设范围较广，无法做到将避雷器配备到所有的线路上去，导致部分配电线路易引发雷击。除此之外，有些避雷器本身质量也不过关，即便安装了避雷器，也依旧无法较好地防范雷击伤害。

店　它景　分析与应用　ＧＵＡＮＧＸＩＤＩＡＮＹＥ　

１０ｋＶ配网线路雷害分析及重点防范措施　

谭家祺　

（佛山南海供电局，广东佛山５２８２００）　

【摘要】本文为了研究减小配网线路在雷雨季发生故障，保证给用户连续供电，通过对实际数据的整理、统计，得出了发生　故障的多发位置：绝缘导线断线；架空与电缆连接处的避雷器烧毁，台架避雷器烧毁。并对造成线路故障的多发位置的成因逐一　进行剖析，提出了采用的措施：绝缘导线防雷改造；合理配置避雷器；避雷器引线改进；提高线路绝缘耐压水平，有效抵御雷击对　线路的伤害，保障线路安全运行。　【关键词】配电网；雷害原因分析防范措施　

１０ｋＶ配电线路在雷雨季节经常受到雷击，造成线路设备　损坏、开关跳闸、用户停电的情况，影响线路连续供电的性能，　同时也降低了供电可靠性的指标。如何落实１０ｋＶ配网线路防　雷措施，提高线路防御雷击伤害的能力，保证线路在雷雨情况　下能够正常运行显得尤为迫切。　

２原因分析　

表１是广东省某供电所２０１０年５月至７月，发生雷击导　致线路障碍的统计数据。　表１　故障线路　继保动作　故障原因　故障位置　数量（回）　情况　１　绝缘导线断线　绝缘导线　速断动作，　２　台架避雷器烧毁　台架　重合不成功　２　无发现故障点　无发现　２　杆塔避雷器烧毁　架空线和电缆连接处　２　台架避雷器烧毁　台架　单相接地　１　电缆中间头故障　电缆中间头　２　无发现故障点　无发现　

从表１可见，共１２起线路障碍发生的位置主要有３处：　绝缘导线、架空线路和电缆连接处、台架。引起故障的位置除　一起外，其余都发生在架空线路上，这与架空线路本身的分布　

圈　２０１２．８（总第１４８期）　广、设备多、绝缘水平低的特点有密切关系。据统计，配电网架　空线路感应雷过电压一般不超过５００ｋＶ，但已对配电网线路　绝缘足以造成威胁。架设避雷线是架空线路防止感应雷过电　压的有效措施，但根据１０ｋ￣配电网络自身的特点，一般不沿　全线架设避雷线【ｌｊ。为此，本文探讨除装设避雷线外的具体防　雷措施，下面对故障原因进行分析。　２．１绝缘导线断线　绝缘导线遭遇雷击时会发生断线故障，这是由于其结构　造成的，当雷电过电压作用于绝缘导线上，导线绝缘相对薄弱　的绝缘子会发生闪络并使导线绝缘层击穿，接续的工频短路　电流将对地产生电弧，由于电弧受到周围绝缘层的阻隔，被钳　制在击穿点固定燃烧，在雷电压作用过去之前使导线烧断。　此外，线路绝缘水平与电气设备绝缘水平配合存在的问　题，也会造成线路雷害故障。由于线路绝缘子的闪络电压较　高，而避雷器泄流能力有限，如果在线路上因雷击产生较高的　雷电过电压时，保护配电设备或电缆线路的单组避雷器可能　无法将雷电流充分泄人大地，从而使得一部分雷电过电压仍　能侵入配电设备以及电缆线路侧，继而很可能造成配电设备　因雷电损坏事故以及导致线路跳闸事故的频繁发生。因此，这　样在变压器和线路的绝缘配合上并不合理，使得线路遭受雷　击时，雷电过电压得不到有效的衰减和泄放。当侵入波入侵　时，作用在变压器上的冲击电压最大值往往会超过变压器的　雷电冲击耐受值而把变压器打坏。同时过高的雷电流也会将　高压熔断器烧坏，造成线路跳闸。　２．２架空与电缆连接处避雷器烧毁　架空线路与电缆连接处会发生电压突变，图１为架空线　和电缆线路连接时雷电波示意图。　如图１所示，架空线路和电缆相连的线路，此时点１、２处　的波阻抗不同，当雷电波从１向２方向入侵时，雷电波在两点　之间发生多次折反射。设在点１、２的折射系数为　、仪：