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。

科技创新与应用Ｉ　２ｌ】１３年第３６　电力科技　１　１Ｏｋｖ输电线路雷电故障及保护措施分析　张红岗　陈蓉蓉　（国网青海省电力公司海东供电公司，青海平安８１０６００）　摘要：经济的快速发展，使我国的电力行业取得了飞速的进步，近几年来随着电网的建设，输电线路也进入了快速建设时期。　但对于ｌｌＯｋｖ输电线路发生雷击的故障率则不断呈现上升的趋势。导致这种现象出现的主要原因是由于输电线路中部分设备陈　旧老化，没有及时进行更新换代，另外与输电线路的防雷保持措施不利也有直接的关系。文章对雷击种类、特征及雷击的危害进　行了分析，并对１ｌＯｋｖ输电线路所采用的防雷措施及提高其防雷水平进行了具体的阐述。　关键词：１ｌＯｋｖ输电线路；雷电故障；防雷保护；措施　前言　目前我国的１ｌＯｋｖ输配电线路得到了非常快速的建设，并在沿　线安装了避雷装置，从而使其具有较高的防雷特性。但仍有部分输　电线路处于丘陵、山地等崎岖地带，地面也不处于同一水平面内，导　致遭受雷电绕击事故的可能性增加，一旦输电线路受到雷击的破　坏，则会导致线路的绝缘受到破坏，产生闪络放电、跳闸及事故，对　输电线路的安全性造成较为严重的影响，所以为了有效的提高输电　线路的防雷水平，则需要针对不同的雷击种类进行预防，从而有效　的提高供电的可靠性。　、　１雷击种类及特征分析　１．１雷击种类　（１）雷电是一种自然现象，当雷电产生时架设在空中的输电线　路相遇或是与输电线路周围的地面相遇，从而导致雷击的发性，发　生雷击可以分为以下几种类型即直击、绕击和反击三种。当雷电直　接击在避雷线梢中间部位时，这时无论是线档中间还是绝缘串两端　所产生的电位都较低，所以发生反击的几率是十分小的。（２）当雷击　直接击中杆塔的顶部时，则会使塔身与地面之间及绝缘子串两端都　产生较高的电位，从而导致闪络的发生。（３）当发生雷击时，通常导　致雷电绕击导线的几率会很低。（４）当雷电击在杆塔顶部时或是发　生线击时，则会导致绕击跳闸。（５）处于山区里的输电线路，由于在　山坡角度、杆塔高差及土壤电阻高等各种因素的影响下，会导致发　生绕击的可能性处于较高的水平。（６）雷击发生的机率与避雷线保　护角的大小成正比的关系，而当避雷线的保护角相同时，发生雷电　绕击的机率则与其悬挂的高度成正比的关系。（７）当山沟内有雷云　带顺着进行移动时，这时发生直击或绕击的可能性则增加。（８）当输　电线路处于海拔较高地段时，这时雷云则往往会高于杆塔，所以当　雷击发生时，则会直击杆塔顶部或是直击在避雷线上，从而导致反　击现象的发生。　１．２雷电直击及反击的主要特征　（１）多相故障主要是直击造成的。（２）三角排列的上方导线及水　平排列的中线故障大部分是由反击造成的。（３）输电线路档距中间　部位出现导线问雷电放电现象通常是由雷电直击及反击造成的。　（４）一次跳闸导致连续杆塔出现闪络可能是由直击、反击造成的。　１．３雷电绕击的主要特征　（１）绕击通常只会造成单相故障。（２）绕击会造成导线上排线夹　部位产生烧灼痕迹。（３）三角排列的上方导线及水平排列的中线通　常不会发生雷电绕击跳闸。（４）三角排列及水平排列的边相导线会　出现绕击现象。（５）绕击电流和杆塔高度、导线保护角密切相关，如　雷电流幅值较高，产生绕击的可能性相对较小。　２雷电对输电线路的危害　输电线路由于线路较长，且长期处于自然环境下，受到的影响　因素较多，而雷击是输电线路最为常见的危害之一，一旦发生雷击　则会导致输电线路运行的安全性受到较大的影响，导致线路损坏、　绝缘子闪络及跳闸事故的发生。当输电线路处于交通不便的山区　时，一旦发生雷击事故则会给巡视和查找故障带来很大的不便。而　在发生雷击时，通常还会伴随着瞬时的大风和急雨，极易导致一些　高木树木折断而倒落在导线上，从而导致短路、断线及倒杆的发生，　这些事故需要进行及时处理，否则会对人们的生命和财产安全造成　较大的影响。　３　１ｌＯｋｖ输电线路采用的防雷措施　３．１降低杆塔接地电阻　当输电线路通过山区时，由于山区线路多数处于高土壤电阻率　地区，一些接地电阻的杆塔会超规，这时我们可以采取挖深接地坑　道改善接地土壤率、加降阻剂的措施将超规的接地电阻降低在规定　的范围内，按规程要求，应该每两年对变电站进出口１～２公里的接　一１４８一　地电阻遥测一次，每五年对全线杆塔接地电阻遥测一次，发现不合　格的接地电阻时，要及时进行更换处理。　３．２架设耦合地线　在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用，可以提高线路耐　雷水平。对于１ｌＯｋｖ输电线路，这样可以减少一相导线绕击后再对　另一相造成反击跳闸的机率以及减少反击跳闸次数。　３＿３增加杆塔绝缘　对某些地区的高杆塔及雷击频繁的杆塔，我们常常会采用更换　成防污瓷瓶的方法或增加绝缘子片数来增加绝缘，从而提高其耐雷　水平。对于检测出的破损绝缘子、零值绝缘子、雷击绝缘子要及时更　换。　３．４对于由于地形限制及雷电活动频繁而无法进行覆埋接地线　的地区在进行防雷时，则需要采取加装线路避雷器的方法进行，同　时要对一些杆塔接地引下线进行检查，对于一些接触不良、生锈及　不合格的要及时进行处理。　３．５装设自动重合闸　电力系统中，当系统在一定的运行条件下运行时，常不可避免　的有线路雷击跳闸现象发生，但这种情况应该限制在一定范围内。　装设重合闸装置是线路防雷的一项重要措施，保证雷击跳闸后的供　电可靠性的一种方式是提高重合闸装置动作的可靠性。　３．６对线路绕击率较高的地区采用架设双避雷线的方法来提高　线路的耐雷水平效果良好。对锈蚀、断股的架空地线及时进行更换。　４提高１　ｌＯｋｖ输电线路防雷水平的措施探讨　４．１线路防雷水平与电杆高度关系　当输电线路采用不同的电杆高度时，在同样的击距下，电杆的　高度越高，闪络电流将越小。因此，在满足电网安全运行的条件下，　想要提高线路的防雷性能，应尽量选择电杆的高度小。　４．２线路防雷水平与线路绝缘水平的关系　当线路采用不同等级的绝缘子时，同样的击距下，线路绝缘水　平越低，闪络电流越小。因此，加强线路的绝缘水平可以提高线路的　防雷水平。　４．３采用避雷器　目前在输电线路安装避雷器已成为保护雷电过电压的有效方　法，这样在发生雷击时，雷电流则会在避雷器的作用下发生分流，使　大部分雷电流流人大地，从而避免对线路的损坏和绝缘子闪络的发　生。　５结束语　输电线路作为电网的重要组成部分，其运行的安全性具有非常　重要的意义，而雷击又做为对输电线路威胁最大的危害之一，所以　在输电线路做好防雷的保护措施是十分必要的。而进行防雷措施选　择时，则需要根据输电线路所处的地形、气候条件进行，根据所处位　置雷电的具体活动情况来制订相应的防雷保护措施。同时还要在雷　雨季节加强输电线路的巡视工作，对于发生闪络的绝缘子要及时进　行更换。防雷措施的落实，则需要根据线路可能受到雷击的类型进　行分析，从而针对具体情况采取切实有效的措施，从而做好防雷的　具体工作，有效的对雷击所导致的事故发生的机率进行控制。　参考文献　ｆ１１杜澍春．高压输电线路防雷保护的若干问题『Ｊ１．２００１，１．　『２１林世冶．输电线路防雷措施探讨Ⅲ．福建水利电力职业技术学院，　２０１０，１２．　［３１陈金贵．输电线路防雷措施的技术探讨［Ｊ】．贵州顶效经济开发区顶　效电力公司，２０１０，９．

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。