输电线路差异化防雷技术应用

1  差异化防雷措施研究现状

国内外差异化防雷的发展经过几十年的总结和摸索，为了尽可能地减少雷击所导致的事故，提高输电线路及供电的可靠性和安全性，提出了许多关于如何更好地进行差异化防雷的具体措施和分析方法。文献[1]提到，20世纪60—70年代，由于当时输电线路的电压等级比较低，人们考虑的主要是以防止感应雷为主。鉴于这种考虑，主要采用了在导线上面架设避雷线的方法，并且想通过这种方法提高导线与避雷线的耦合系数，以降低线路上的感应过电压。后来，这一领域经过几年的发展，在发展的过程中，人们也进行了大量的试验，并伴随着输电线路电压等级的不断提高，人们对雷电的认识也进一步加深，对影响雷电的一些参数也作了一定的归纳总结，得出输电线路电压等级较高的架空输电线路所遭受的直击雷的危害比较严重。针对这种情况，我国对雷电的研究越来越多，在线路方面采取了很多有效的措施，因此，架空输电线路的防雷水平也在慢慢得以提高^[2]。同时，从以往的经验中得出，线路遭受直击雷后，所产生的很大的过电压能够引起线路的绝缘闪络，而感应雷所产生的过电压却不会引起绝缘闪络。后来出现的高电压等级的高闪络率，使线路防雷的理论与实践得到了进一步深入^[3-5]。

2  差异化防雷技术

采用单一的防雷措施成本高、使用效果不佳，根据某地区或某条线路的不同特征，经过综合分析，采取不同的防雷措施相结合的差异化防雷技术进行防雷治理可以大大提升防雷效果。所谓的“差异化防雷技术”，就是根据某地区或某条线路的不同特征采取不同的防雷措施的一种防雷方法。

差异化防雷技术主要包括如下几个方面：提高绝缘配置、降低绝缘电阻、安装线路避雷器、安装塔顶避雷针、安装侧向避雷针、架设耦合地线、安装并联间隙。

3  输电线路差异化防雷技术应用案例

3.1  线路基本概况

国网襄阳供电公司电网位于湖北电网西北部，雷电活动频繁。现有220 kV输电线路43条，全长1 596.313 km，

110 kV输电线路119条，全长1 562.838 km，其中约2 250 km线路位于C1地闪密度区。2011—2014年，共发生雷击跳闸28次，雷害情况严重。

3.2  差异化防雷技术应用过程

3.2.1  建立防雷数据库

为了能够最高效地开展防雷工作，做到“精准”防雷，工作小组要求运维班组对所辖线路防雷情况开展摸排，主要包括线路雷区分布情况、接地电阻测量情况、线路绝缘配置（绝缘子配置、地线情况、保护角等）情况、历年雷击故障情况、雷电定位系统历史落雷情况等，对线路防雷进行“体检”，开展雷击风险评估，形成评估报告“体检单”上交检修分公司。检修分公司对运维班组上报的防雷统计数据进行审核汇总，建立输电线路防雷数据库。具体实施措施如下：①对所辖线路杆塔的接地电阻进行测量，并形成记录上报；②对山区线路、雷害重灾区杆塔的接地引下线进行开挖检查，做好记录；③对班组所属线路杆塔根据雷区分布图进行划分；④开展线路保护角统计，对220 kV线路保护角大于20°及单避雷线线路区段进行统计并排查上报；⑤对山区线路、雷害多发区线路的绝缘子串形式、结构、耐雷水平进行调查统计；⑥结合雷电定位系统，对附近经常落雷的杆塔进行统计上报。

3.2.2  差异化防雷技术方案的制订

明确优先进行防雷治理的线路及区段。通过比较区域地闪密度等级，确定优先进行防雷治理的区域；通过比较线路断面重要性，确定该区域内优先开展防雷治理的线路；通过比较线路区段防雷配置，明确需要优先进行防雷治理的线路区段。制订线路差异化防雷治理方案。通过“查”数据库，确定防雷治理具体部位；通过“查”相关防雷技术标准，确定防雷治理手段；通过“查”历史数据，对防雷方案效果进行对比分析；通过“查”相关问题整改措施，对出现的问题进行改进。

通过上述科学性分析，我们制定了以下差异化防雷方案。

3.2.2.1  高海拔山区

    高海拔山区差异化防雷技术方案如下：①在雷击多发区域，对110 kV及以上架空输电线路采用双根避雷线，多雷区单根避雷线逐步改为双根避雷线，并对经常遭受雷击且不满足设计要求的区段进行改造，达到设计要求。②对于经常遭受雷击的杆塔，取消220 kV线路地线间隙，使避雷线通过每个基杆塔接地，以增强雷电流泄放能力。③在满足风偏和导线弧垂对地距离的情况下，结合变电站防雷水平，增加一片线路绝缘子。④降低杆塔接地电阻，使接地电阻值达到规程标准。⑤结合雷电定位系统，对附近经常落雷杆塔加装避雷器。根据差异化防雷反措2.3.3，对C1级以上雷区坡度25°以上的杆塔外边坡侧边相安装线路避雷器。

3.2.2.2  土壤电阻率较高的地质

土壤电阻率较高的地质，其差异化防雷技术方案如下：①选择更换合适的接地网形式和置换土壤的方法，达到规程标准；②在雷击多发区域，主网线路杆塔接地电阻应保证小于10 Ω，山区也不应超过15 Ω；③加装接地模块，降低接地电阻。

3.2.2.3  老旧线路

老旧线路差异化防雷技术方案如下：①对运行超过25年以上避雷线的锈蚀情况进行检查，不满足规程要求的更换；②在雷击多发区，将老型号的普通型复合绝缘子更换为干弧距离长的复合绝缘子；③逐步开展接地网开挖检查，对埋设深度不够及锈蚀严重的进行更换；④对接地电阻不满足要求的接地网进行更换；⑤对利用拉线及杆身作接地引下线的杆塔进行改造，沿杆身上下敷设双根镀锌扁铁，与接地网连接。

3.2.2.4  采用新技术

采用石墨材料的柔性接地体，降低接地网接地电阻；安装线路并联间隙，降低雷击停运次数。

3.2.3  治理实施

3.2.3.1  “两学两改”提质效

输电检修班组对防雷治理项目开展防雷技术改造。针对每条线路的改造编写“三措”，在开工前组织人员进行学习。采取“两学两改”等手段，提高施工效率，确保项目按时、保质完成。“两学两改”：“自学”班组组织学习标准、规程、方案，“互学”班组互相比较学习工艺；“两改”，即不断改进施工方法，不断改进施工工艺，保证防雷施工高质量完成。

3.2.3.2  “坐实”验收保质量

输电运维班组对照施工验收规范对开展的防雷治理项目进行验收，对缺陷进行整改，保证施工项目的高质量。

输电检修班组根据防雷治理方案，按照时间节点开展防雷治理工作，主要包括以下2步：①指定项目负责人，安排施工队伍。项目负责人根据项目组织编写安全措施和技术措施，召集施工队伍和小组负责人召开项目交底会，并确保所有人员均能知晓。②项目负责人根据任务及区段对小组负责人进行分工，并到现场进行作业。

3.2.4  成效评估

3.2.4.1  “一库一卡”强基础

输电运维班组对开展防雷治理后的项目进行整理，每条线路建立一张“防雷治理卡”。对开展的防雷具体区段、项目等列入“防雷治理卡”中，并上报检修公司。将“防雷治理卡”中数据充实到“防雷数据库”中，为以后防雷治理的开展提供经验和数据。

3.2.4.2  重总结、积经验

检修公司对开展的防雷治理项目进行总结、汇报，形成文字资料，为以后开展的防雷治理项目积累经验。

通过差异化防雷技术应用改造，我司所属范围内的电网雷击跳闸次数（次/年·百公里）均达到公司标准要求，取得了良好的效果。

4  结论

通过对国网襄阳供电公司检修分公司电网差异化防雷技术改造的介绍，论证了差异化防雷改造的实用性。

参考文献：

［1］肖成刚.高压电力电缆——架空混联线路接地保护方案探讨［D］.上海：上海交通大学，2007.

［2］电力工业部电力科学研究院，电力工业部武汉高压研究所，电力工业部西安热工研究院，等.DL/T 596—1996 电力设备预防性试验规程［S］.北京：中国电力出版社，1997.

［3］水利电力部.GB 50150—91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准［S］.北京：中国计划出版社，1991.

［4］李景禄.实用配电网技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.

［5］李景禄.电力系统电磁兼容技术［M］.北京：中国电力出版社，2007.

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作者简介：别青松（1987—），男，研究方向为输电线路运行与维护。

〔编辑：刘晓芳〕